Current Biology | 研究揭示邻近植物改变丛枝菌根养分交换的机制！

以下文章来源于Ad植物微生物 ，作者周小马

菌根真菌定植于大多数植物的根部，形成一种几乎无处不在的共生关系，其典型特征是真菌获得的营养物质与植物固定的碳进行双向交换。菌根真菌可以形成地下网络，有可能促进碳、养分和防御信号在植物群落中的移动。当植物暴露在非生物和/或生物胁迫下时，这可能特别重要，因为通过AM真菌网络的植物间信号传递可以增强邻近植物的抗病性和抗胁迫性。这种胁迫因素对植物固定碳与AM真菌获得的土壤养分在相邻植物之间的交换的广泛影响仍然是未知的，这代表了我们对支配共生关系的养分交换动态以及相互作用的菌根在生态系统结构、功能和复原力中作用的理解中的一个关键知识缺口。

最准确地说，AM真菌的营养功能被认为是一个动态的连续体，从寄生到互生，特定关系的功能意义取决于广泛的相互作用的生物和非生物因素。这些因素包括植物和真菌的特性、与害虫或病原体的相互作用、土壤养分的可用性和大气中的二氧化碳。AM共生体之间的资源交换经常在与单个植物的互惠性方面进行讨论，更"慷慨"的伙伴会得到其共生体的滋养，而"不合作"的共生体则面临营养制裁。然而，互惠的资源交换模型通常不考虑可能连接相邻植物的AM真菌之间的相互作用。鉴于营养物质和碳可能通过相互作用或共同的菌根网络（CMNs）在植物和土壤群落中分配，这是一个关键的考虑因素。因此，菌根共生体的营养结果需要从相邻的AM植物和根外AM真菌菌丝之间的相互作用来考虑，特别是在与其他生物（如食草动物）的额外相互作用代表植物C资源的竞争压力时。

2023年6月，国际权威学术期刊Current Biology发表了英国谢菲尔德大学Katie J. Field（New Phytologist | 研究揭示竞争性根部共生体对植物营养分配的影响！）团队的最新相关研究成果，题为Herbivore-driven disruption of arbuscular mycorrhizal carbon-for-nutrient exchange is ameliorated by neighboring plants的研究论文。

科研人员通过接触蚜虫来操纵相邻的一对宿主植物的碳源和碳汇强度，并用同位素示踪剂跟踪碳和营养物质在菌根真菌网络中的移动。当相邻两株植物的碳汇强度因蚜虫食草而增加时，植物对根外菌根真菌菌丝的碳供应减少，但菌根对两株植物的磷供应保持不变，尽管在不同的处理中有所不同。然而，当一对植物中只有一种植物的汇强度增加时，对菌根真菌的碳供应得到了恢复。科研人员的结果表明，从一株植物中失去对菌根真菌菌丝的碳输入，可以通过邻居的输入而得到改善，这表明了菌根植物群落对生物胁迫的反应能力和恢复力。此外，科研人员的研究结果表明，菌根养分交换的动态更好地理解为多个参与者之间的群落范围内的相互作用，而不是单个植物与其共生体之间的严格交换，这表明菌根C-养分交换可能更多的是基于不平等的交易条件，而不是共生关系的"公平交易"模式。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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