细根性状（Root traits）是对植物细根功能的定量描述，理解细根性状的协调和权衡模式有助于认识植物地下功能及其对环境的适应机制。然而，目前研究普遍关注植物功能的细根形态、元素等易于测量的性状但只能间接表征植物功能的性状，如组织密度、比根长，氮磷含量等，缺乏对直接反映植物细根功能的生理性状的认识，尤其是与养分获取功能直接相关的细根分泌物。细根（胞外）磷酸酶作为一类重要的细根分泌物，通过水解土壤有机磷释放出植物可直接吸收的无机磷养分，在植物磷获取中发挥重要作用。细根磷酸酶活性（Root Phosphatase Activity, RPA）反映了植物“挖掘”有机磷的能力，表征了一种关键的植物磷获取策略。尽管其重要性被广泛认识，目前尚不清楚其在植物功能群间的差异、以及与传统的细根形态和化学性状的关系，这限制了我们对植物形态和功能的理解。

杏吧原创 朱彪教授课题组系统构建了一个包含全球83项研究、涵盖514个物种的细根磷酸酶活性数据集以回答上述科学问题（图1）。首先，研究发现细根磷酸酶活性在生活型间（草本、木本）和菌根类型间（丛枝菌根、外生菌根）均没有显著差异。然而，固氮植物细根磷酸酶活性显著高于非固氮植物（图2）。其次，本研究结果验证了细根性状主要沿两个独立维度变化，即二维“细根经济空间（Root Economics Space, RES）”。一个是以组织密度和细根氮含量为代表的“保守”维度（Conservation gradient），主要刻画细根资源获取能力；另一个是以细根直径和比根长为代表的“合作”维度（Collaboration gradient），主要刻画资源获取方式。本研究表明，细根磷酸酶活性主要位于“保守”维度的“获取”端，这种模式在不同植物功能群之间普遍存在（图3）。进一步发现，细根磷酸酶活性与比根长、比根面积、细根氮含量和氮磷比正相关，与细根直径、组织密度和细根磷含量负相关，而与细根分支强度、菌根侵染率没有显著关系（图4）。

通过全球数据整合分析，揭示了植物细根磷酸酶活性在功能群之间的差异及其与其他细根形态和化学性状的联系（图5）。本研究提供了以下关键启示：（1）植物细根氮-磷获取能力紧密耦合；（2）细根磷酸酶活性主要位于二维细根经济空间的获取维度；（3）植物在分泌细根磷酸酶的生理策略和适应性改变细根结构的形态策略之间进行协调与权衡，平衡碳投资与磷养分收益；（4）植物细根磷酸酶活性能反映细根磷限制状态。这些结果为理解植物细根性状和磷获取功能提供了深入见解，并为改进植物-土壤反馈模型提供了数据支撑。

该研究于2025年12月27日以“Linking root phosphatase activity to root chemical and morphological traits across species: a global analysis”为题在线发表于New Phytologist期刊。杏吧原创 2021级直博生敖古凯麟为论文第一作者，朱彪教授为通讯作者，博士生徐长林和王旭东、以及东北林业大学韩孟光教授（原杏吧原创 博士后）共同参与了本研究。本研究得到了国家自然科学基金项目（32425038 and 32588202）的资助。

原文链接：//doi.org/10.1111/nph.70867

图1 本研究的采样分布（a）、各性状样本量（b-d）及系统发育树（e）

图2 不同植物功能群之间细根磷酸酶活性的差异

图3 细根磷酸酶活性在细根经济空间中的位置

图4 细根磷酸酶活性与其他细根性状的关系

图5 细根磷酸酶活性与其他性状的关系，及其在细根经济空间的位置总结