环内有益菌占比达58.2%……是普通苔藓群落的4倍
极地研究所确认其促进植物生长的功能……为理解极端环境中的植被变化提供线索
研究发现，在南极贫瘠土地上呈圆环状出现的“仙女环”（fairy ring），是有助于植物生长的微生物的栖息地。环内对植物有益的细菌数量是普通苔藓群落的4倍以上。这一发现有望成为理解植物如何在极端环境中重新扎根、生态系统如何扩展的线索。
极地研究所16日表示，Lee Jeongeun责任研究员团队对南极世宗科学基地附近巴顿半岛苔藓群落中出现的仙女环进行了分析，确认促进植物生长的细菌集中分布于此。
从南极仙女环中分离出的植物生长促进微生物。（1）南极苔藓群落示意图；（2）不同苔藓表型对应的分离菌株比例；（3）促生长实验的鲜重结果；（4）植物生长照片。研究团队供图。
View original image仙女环是地下真菌不断扩散，在植物周围形成圆环状结构的自然现象。蘑菇呈环状生长是其典型表现。这种现象不仅可见于世界各地的草原和山区，也出现在南极的苔藓群落中。仙女环形成过程中，植物、真菌和土壤微生物之间会发生相互作用，周边生态环境也随之改变。
研究团队以生长在南极的南极镰羽藓为对象，对仙女环内部、边界线以及普通苔藓群落中的微生物进行了比较。结果显示，有助于植物生长的鞘氨醇单胞菌（Sphingomonas）、根瘤菌（Rhizobium）等细菌，在仙女环区域内显著增加。
其中，鞘氨醇单胞菌目细菌平均占仙女环内部微生物群落的58.2%。相比之下，普通苔藓群落中的占比为14.1%，前者约为后者的4.1倍。
研究团队还从仙女环中直接分离出细菌，并测试其对植物生长的影响。分离出的细菌能够生成促进植物生长的激素——生长素，并能将土壤中的磷酸盐转化为植物更易吸收的形态。研究人员还确认，这些细菌具有分泌铁载体的功能，这类物质有助于植物吸收铁。
将这些细菌用于实验植物拟南芥后，植物总重量增加，根系发育也得到促进。这表明，仙女环中发现的细菌不仅集中分布于特定区域，还可能对植物实际生长产生帮助。
研究团队关注到，仙女环可能通过植物、真菌和细菌之间的相互作用，营造适宜新植物定居的环境。研究人员表示，在原有植被发生变化、新植物逐渐扎根的“植被演替”过程中，微生物可能发挥重要作用。不过，此次生长促进效果是在实验室中以拟南芥为对象确认的；仙女环是否能在南极野外实际促进新植物定居，仍需进一步验证。
极地研究所责任研究员Lee Jeongeun表示：“我们确认，在由植物和真菌共同形成的仙女环内，有益菌的数量有所增加，这些细菌有助于植物良好生长。”她还称：“这将成为理解植物如何在极端环境中重新扎根、生态系统如何扩展的重要线索。”
这项研究成果已发表于国际学术期刊《BMC植物生物学》（BMC Plant Biology）。
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