作物根际AM真菌种间竞争光合产物的互作效应与机理

AM真菌与作物营养和生长关系密切。尽管很早就认识到田间条件下多种AM真菌同时侵染作物根系，但是对于AM真菌种间互作机理及效应的认识很薄弱。探明调控AM真菌群落功能的机制、充分发挥其帮助作物高效利用土壤磷的能力是植物营养学的前沿理论问题。本课题拟采取田间原位采样与real time q-PCR 和13C-RNA-SIP结合的手段研究作物生长发育规律及营养规律与根内AM真菌群落结构和种群优势度变化规律的关系、采用隔网根箱法与32P示踪结合的手段研究不同种类AM真菌对作物供磷能力的差别、采用13C标记根内AM真菌与13C-RNA-SIP法相结合的手段研究不同AM真菌种群竞争利用光合产物的能力差别，揭示作物根际AM真菌种间互作及其影响作物磷营养和生长的机理，为深入理解集约化作物生产体系中AM真菌的作用机制、充分挖掘AM真菌活化利用养分的潜力提供理论依据。

采取田间原位采样与real time q-PCR 结合的手段研究了玉米生长发育规律及磷营养规律与根内AM真菌群落结构和种群优势度变化规律的关系, 证明玉米根内AM真菌群落组成在不同生育期存在显著差异, Glomus 属是优势种；采用in-growth 方法研究了土著AM真菌群落及其对玉米的效应，证明1950s的农家种黄马牙与现代高产品种先玉335根内的AM真菌群落组成没有显著差别，但是先玉335在高磷土壤条件下的菌根响应度显著高于黄马牙；建立了研究同一条根系侵染多种AM真菌对玉米磷吸收的贡献的隔网根箱培养与32P示踪结合的研究方法，定量分析了玉米根内不同种类AM真菌（优势种、亚优势种和非优势种）对玉米磷营养的贡献，证明在AM真菌构成的群落中对玉米磷吸收主要来自优势菌GI的贡献，亚优势种GM和GiM贡献很少；采用13C标记根内光合产物与13C-DNA-SIP法相结合的手段研究了不同AM真菌种群竞争利用光合产物的能力差别，证明了在不同生长时期玉米根系内AM真菌种间相互作用对其生长和磷效率存在显著影响，在正常供水和干旱两种不同土壤环境条件下AM真菌对玉米生长和磷吸收的种间相互作用发生改变。上述结果揭示了作物根际AM真菌种间互作及其影响作物磷营养和生长的机理。