菌根植物适应低磷胁迫的分子机制

李 芳，郝志鹏，陈保冬*

（1 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室，北京 100085；2 中国科学院大学，北京 100049）

磷 (P) 是植物体内很多重要有机化合物如核酸、磷脂等的组成成分[1]，参与植物体内的许多基础代谢过程，如氮素代谢、脂肪代谢等，同时也是调节能量代谢、酶促反应和信号转导过程所必需的元素[2]。在酸性土壤中，磷酸盐与铝和铁形成难溶复合物，而在碱性土壤中磷酸盐与钙络合，导致土壤溶液中磷酸盐浓度极低，造成土壤对作物供磷不足[3]。在农业生产中，磷肥施入土壤后大约有85%～90%变成植物难以利用的形态[4]，施肥当季磷利用率普遍很低，低磷胁迫成为制约农作物生长的重要因素[5]。另一方面，磷肥的主要生产原料磷矿粉是不可再生的自然资源，但为了确保作物的生产力，施用磷肥已经成为常态，无论从经济角度或者生态角度考虑这种做法都是难以持续的，因此提高土壤磷的利用效率一直以来都是土壤和植物营养学家的一个挑战。

植物长期生长在低磷环境中，进化出一系列适应机制，如增加根冠比与侧根长度、释放有机酸活化土壤磷等。植物与菌根真菌形成共生体系也是植物对低磷胁迫的一种重要适应机制[6]。菌根是指土壤菌根真菌侵染植物营养根所形成的共生体系。丛枝菌根真菌 (arbuscular mycorrhizal fungi，AMF) 是菌根真菌的重要类群，遍布于所有陆地生态系统，能够与绝大多数陆生高等植物形成共生关系，其生物量约占土壤微生物总量的5%～50%[7-8]。……