浙农林宋新章团队在《Advanced Science》发文揭示毛竹跨器官内稳态机制

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养分失衡是限制森林生产力的重要因素之一。为应对该挑战，植物演化出了不同的内在养分调控策略。竹子广泛分布于我国亚热带和热带等地区，其中毛竹林能够在受到养分限制的土壤条件下依然保持较高生产力，但其中的养分调控策略和潜在机制仍不清楚。

近日，浙江农林大学宋新章教授团队在《Advanced Science》（中科院一区TOP，IF5-year = 15.6）上发表了题为“Compartmentalized Homeostasis Drives High Bamboo Forest Productivity Under Nutrient Imbalance”的研究论文。该研究通过全国毛竹林调查、野外养分添加试验和文献数据整合等多种研究手段，首次揭示了毛竹通过一种独特的“跨器官稳态”策略，在不同器官上发现了内稳态和弹性应对策略，响应土壤养分失衡，从而维持其高生产力。

图1研究方法和毛竹跨器官内稳态调控

研究发现，毛竹创新性地采用了“器官分工，元素解耦”的智慧策略。其叶片作为“光合车间”，无论外界磷供应如何波动，都严格维持氮磷比例的稳定，确保了核心代谢功能的高效与可靠。而枝、干等木质组织则扮演“灵活仓库”的角色，可根据土壤磷丰缺动态储存或调用磷元素。这种在器官层面将氮、磷调控策略“分离”的模式，被定义为“跨器官分区内稳态”。它使毛竹在广泛磷限制的压力下，既能保障生长“引擎”（叶片）的稳定运行，又能通过“后备仓库”（木质部）缓冲外界资源波动。

图2毛竹响应磷限制时表现出的器官联动和磷养分调控。

进一步研究证实，这一灵活机制是毛竹在竞争中胜出的关键。与周边绝大多数树种相比，毛竹叶片氮磷比的变异系数相对较低，生产力却能高出约25%。

图3毛竹林与其他生态系统的植物叶片内稳态和生产力对比

该研究不仅揭示了毛竹作为速生植物成功的生理生态学基础，其提出的“跨器官灵活内稳态”概念创新性的拓展了传统生态化学计量学中稳态与可塑性的经典范式，为预测和调控森林生产力对全球变化的响应提供了新理论框架。

浙江农林大学王志康副教授为论文第一作者，李全副教授为共同第一作者，宋新章教授为通讯作者。浙江农林大学为第一完成单位，来自荷兰生态研究所（NIOO-KNAW）、阿姆斯特丹大学、北京大学等国内外科研单位人员作为合作者参与该项工作。研究得到了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金等项目的资助。

论文链接：http://doi.org/10.1002/advs.202517442