New Phytologist | 中科院微生物所研究揭示氮肥和浇水对丛枝菌根真菌的时间动态影响！

人类世是以人类活动足迹为标志的当前地质时代，它导致了重大的环境干扰，威胁着世界的粮食供应。传统的、大规模的耕作方式往往严重依赖水和化学肥料的投入，而微生物组在促进植物吸收土壤水和养分方面的作用却被忽视了。考虑到目前浇水和化肥的经济和生态负担，现代农业应该利用微生物组在未来预期的环境干扰下实现产出最大化和投入最小化。

在植物微生物组中，丛枝菌根（AM）真菌代表一个关键的根系相关的互惠共生菌，它们与80%以上的陆生植物物种形成互惠关系。在这种关系中，AM真菌以土壤中的养分交换宿主植物的光合物质。此外，AM真菌还可以增强对病原体和非生物胁迫的抵抗力，如干旱。AM真菌的营养结构对这种共生关系很重要，其中根外菌丝负责从土壤基质中获取关键的无机养分，根内菌丝形成这些无机养分和植物光合物交换的界面。AM真菌还形成休眠的无性孢子，这些孢子是真菌定殖和传播的重要繁殖体，代表了不利环境条件下的重要生存策略。因此，从宿主植物到AM真菌的相对资源分配反映了对环境扰动的权衡，如干旱和氮（N）可用性的转变。AM真菌的时间动态对于理解它们的功能至关重要。此外，调查AM真菌对农业实践的时间动态的研究仍处于起步阶段。

2022年2月18日，国际权威学术期刊New Phytologist发表了中国科学院微生物研究所郭良栋和高程团队的最新相关研究成果，题为Nitrogen fertilization disrupts the temporal dynamics of arbuscular mycorrhizal fungal hyphae but not spore density and community composition in a wheat field的研究论文。

在这篇文章中，研究人员研究了氮肥和减少浇水对AM真菌的时间动态影响，贯穿了小麦的生命周期。在两种浇水条件下，氮肥降低了AM真菌的孢子密度、根外菌丝密度和根内定殖率。氮肥影响了土壤中的AM真菌群落组成，但不影响根部的，与浇水条件无关。时间分析显示，在低氮肥水平而非高氮肥水平的情况下，AM真菌的根外菌丝密度和根内定殖率在3月的常规浇水条件下比其他生长阶段高，在减少浇水条件下低。在所有氮肥水平下，AM真菌孢子密度在6月低于其他生长阶段，群落组成随植物发育而变化，与浇水条件无关。这项研究表明，高氮肥水平破坏了AM真菌菌丝生长的时间动态，但不会破坏孢子形成和群落组成的时间动态。

实验设计

丛枝菌根 (AM) 真菌对氮(N) 施肥的响应框架

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