Journal of Plant Ecology ›› 2026, Vol. 19 ›› Issue (5): 0-.DOI: 10.1093/jpe/rtag022
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Yu Gao1, 2, Baihui Wang3, Mengnan Li1, Yun Qiu1, Siyi She4, Ling Zhang5, Xiaoming Zou2 and Honghua Ruan1, *
摘要: 干旱胁迫通过破坏碳同化与氮循环之间的相互作用,显著限制植物生长和陆地生态系统生产力。本综述系统梳理了干旱条件下多层级的“碳氮双限制”反馈循环研究进展,该循环主要源于以下关键机制驱动:(1)气孔与非气孔限制共同导致的光合碳同化受损;(2)土壤氮矿化与根系氮吸收降低;(3)干旱驱动的微生物群落结构变化削弱了有机氮活化与菌根养分运输能力;(4)能量分配中的代谢权衡导致腺苷三磷酸(ATP)和还原型辅酶II (NADPH)从生长转向抗氧化防御。为阐明碳氮失衡的复杂性成因,研究进一步聚焦于3个关键问题展开讨论:(1)厘清增强该反馈循环的生理、代谢与分子过程的交互调控机理;(2)比较C3、C4与景天酸代谢(CAM)植物碳氮协调策略的差异,并将差异其与不同干旱恢复力进行关联;(3)评估缓解碳氮双重限制的途径,包括靶向网络关键节点调控(如TOR/SnRK1和ABA-ROS)到利用根际微生物生态功能,并讨论如何将这些途径整合到预测模型之中。通过梳理当前研究进展,本综述旨在为系统理解植物在干旱环境下的碳氮耦合调控机制提供一个统一的理论框架,并为气候变化背景下的可持续生态系统管理提供科学依据。