植物非结构性碳水化合物（NSC）是植物体内重要的代谢底物与碳储存物质，在缓冲光合与生长呼吸之间的异步性、植物应对环境胁迫干扰中发挥着关键作用。然而，目前仍然缺乏对于不同器官NSC变异的空间显式格局，且对于NSC变异是由当前环境条件驱动、还是受到植物进化历史主导仍未得到定论。
    针对以上问题，中国科学院植物研究所严正兵研究员等构建了一个涵盖1016个站点、2041个物种、29386个观测值的植物生长季NSC全球数据库，系统揭示了植物叶、茎、根器官特异性NSC的全球变异格局与驱动因素。研究发现，叶片NSC含量随纬度升高而增加，而茎和根NSC含量则随纬度升高而下降，这种空间分布的差异主要受到水分、温度和辐射的差异化调控。系统发育分析发现，NSC含量在不同器官呈现出截然相反的进化趋势，叶片NSC含量随进化分歧时间增加而上升，茎和根NSC含量则下降；越早分歧的植物类群——例如裸子植物，倾向于积累更高的叶片NSC、储存更少的NSC在茎和根中。进一步分析表明，植物进化历史主导了全球NSC的大部分变异（55.9%~77.1%），远超当前环境条件所贡献的解释率。这些结果表明，植物NSC储存并不仅仅是对环境胁迫的被动响应，还受到进化历史形成的碳储存策略的主导。
    该研究深化了对NSC变异机制的认识，强调在全球动态植被模型纳入植物进化信息和器官特异性碳储存的必要性，为预测气候变化下的植被碳动态提供了实证数据与理论支撑。
    研究成果于7月13日在线发表于国际学术期刊Nature Ecology & Evolution。植物所已毕业硕士研究生许卫颍为第一作者，严正兵研究员为通讯作者。该研究联合了来自瑞士联邦森林、雪与景观研究所，苏黎世联邦理工学院，西班牙生态与林业应用研究中心，西澳大学，波士顿大学，哥廷根大学，北京大学和云南大学等国际国内多所科研机构的28位科学家共同完成。该研究得到国家自然科学基金项目、植被结构功能与建造全国重点实验室开放课题等的资助。

文章链接：

https://www.nature.com/articles/s41559-026-03129-8

图：进化历史对全球NSC变异的贡献以及不同器官NSC的进化趋势