沉水植物作為水生態系統中重要的植物類群，能夠有效緩解水體富營養化，促進水生態系統的良性運轉。傳統觀念認為植物的地下部分在養分的吸收中起到主要作用，但是沉水植物由于生活環境的特殊性，水體中的營養物質濃度波動較大，并且其地上部分所處的水體和地下部分所處的底泥中的營養物質存在一定的濃度差。因此，在自然環境中，當營養物質濃度發生改變時，沉水植物地上部分和地下部分在養分的吸收、運輸以及同化中是否會發生相應的改變以及如何改變還未可知，阻礙該研究進展的主要瓶頸之一是難以在室內受控實驗中將沉水植物地上及地下所處環境中的養分進行分隔。因此，中國科學院武漢植物園水環境與水生植物功能研究團隊利用天然乳膠制成的密封袋，成功攻克了這一瓶頸，同時結合同位素標記和酶活測定的方法，以銨態氮為例，探討了沉水植物對銨態氮的利用策略。結果表明，在高濃度銨氮條件下，沉水植物的地上部分不僅是銨態氮的主要吸收部位，同時也是外源氮的主要儲存部位，對于銨耐受性物種而言，地上部分亦是其同化銨態氮的主要部位。本研究揭示了沉水植物對銨態氮的利用策略，首次用直接的證據證明了地上部分在養分利用中的重要作用，為利用沉水植物進行水體修復的技術提供了理論支持。
研究成果以“The above-ground part of submerged macrophytes plays an important role in ammonium utilization”為題，發表于國際學術期刊Frontiers in Plant Science。中科院武漢植物園特別研究助理鮮玲為第一作者，劉帆研究員為通訊作者。這項研究工作得到了科技部和國家自然科學基金的支持。
圖1 沉水植物氮吸收及轉運特征示意圖
