近日，深圳大学刘宏涛团队在《Science China Life Sciences》发表题为“UV-B radiation alters the rhizosphere microenvironment and reduces rhizosphere CO₂ emissions”的研究性论文，系统揭示了紫外光（UV-B）在根际微环境中的调控作用，提出UV-B不仅是调控植物发育的信号，更是调控植物-微生物-土壤互作的重要信号。深圳大学博士生齐帅与史辰副研究员为本文的共同第一作者，刘宏涛教授为本文通讯作者。

在全球气候变化背景下，UV-B辐射的区域性变化持续影响陆地生态系统功能。然而，其对根际过程的综合效应长期存在争议。本研究通过整合分析与实验验证相结合，构建了UV-B调控根际过程的统一框架，从植物生长、微生物群落及生物地球化学循环多个层面系统解析其层级响应路径与耦合关系（图 1）。

图 1. 整合分析UV-B对植物根际调控

研究发现，UV-B对植物根系生长的调控具有显著的发育阶段依赖性。在幼苗期，UV-B显著抑制根系干重积累，而在成熟阶段影响不显著，表明植物在不同发育阶段对UV-B具有差异化响应能力。此外，光周期显著调控UV-B效应，长日照条件可通过增强光合碳同化部分缓解UV-B对根系的抑制作用，提示碳分配在植物适应UV-B信号中发挥关键作用（图 2）。

图 2. 紫外调控植物根系生长具有阶段及光周期的依赖性

在养分获取策略方面，UV-B诱导植物发生适应性转变：一方面抑制丛枝菌根（AMF）共生，另一方面增强根系有机酸分泌，从而促进土壤中难溶性磷的活化。这一“从共生依赖到化学动员”的转变揭示了植物在逆境条件下优化养分获取的策略重编程机制。在根际微生物层面，UV-B对微生物生物量碳（MBC）和氮（MBN）产生差异性影响。研究表明，UV-B显著降低根际微生物生物量氮，并在特定条件下调控微生物碳库动态，其效应受土壤氮水平、处理时间及环境因子共同调节，体现出高度复杂性与环境依赖性。进一步分析表明，土壤pH是影响UV-B调控CO₂排放的关键因子。UV-B诱导的根系有机酸分泌导致根际酸化，从而抑制胞外酶活性，降低有机碳矿化速率，最终减少CO₂释放（图 3）。

图 3. 随机森林分析展示了根际微环境的驱动因素

综上，本研究从多尺度整合视角出发，首次系统解析了UV-B通过调控植物生理、微生物群落及根际化学环境，重塑地下生态过程并影响温室气体排放的作用路径与调控规律。这一发现不仅深化了对UV-B生态功能的理解，也为预测全球变化背景下陆地生态系统碳循环提供了重要理论依据。

深圳大学彭瑶博士后及中科院分子植物科学卓越创新中心于杰博士也参与了该工作，该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、深圳大学研究团队培育计划、深圳市科技计划等项目的资助。

原文链接: https://www.sciengine.com/SCLS/doi/10.1007/s11427-025-3293-y