研究丛枝菌根真菌促进绿色农业发展

丛枝菌根是土壤中AM真菌与植物根系间高度进化的互惠共生体。随着科研探索的不断深入，科研人员发现，陆地生态系统中AM共生体系的分布之广、植物—AM真菌—细菌间生物连续体的复杂多样，以及AM共生调控机制的精细奇妙，均超乎想象。因此，AM共生基础研究在植物学、生态学及土壤学等领域持续占据研究热点，同时，AM真菌应用技术在农业生产、环境保护，特别是退化土壤修复方面，也日益受到广泛关注。

日前，中国科学院生态环境研究中心研究员陈保冬与分子植物科学卓越创新中心研究员王二涛，在《植物研究》期刊上发表了《丛枝菌根生态生理与应用技术研究展望》，明确指出未来在AM真菌共生生理与分子机制、生态功能以及生态应用等领域还有较大的研究空间。

在AM共生体系中，AM真菌从宿主植物获取碳源，同时帮助植物从土壤中吸收矿质养分和水分，能够增强植物应对土壤贫瘠、干旱、污染等各种逆境胁迫的适应能力。

AM真菌共生生理与分子机理，无疑是AM真菌研究的核心与挑战。借助遗传学和多组学等前沿技术，科学家们正致力于揭示AM真菌共生体系构建及调控的分子机制，明确共生信号传递途径，以及共生结构形成与维持过程中的发育、周转与调控细节。这些研究不仅对于理解生命共生机制具有重大科学价值，更为AM真菌共生调控及AM真菌纯培养技术的发展奠定了坚实的理论基础。

随着研究视野的拓展，AM真菌的生态功能研究也成为新的研究热点。由于AM真菌不具有严格宿主专一性，其可在不同植物根系之间建立菌丝连接，并通过根外菌丝网络实现不同植物间的资源再分配，从而维持植物群落结构及功能的稳定。在生态系统中，AM真菌深度参与物质循环，调节生态系统对环境变化的响应。此外，AM真菌还能通过多种机制促进土壤团聚过程，稳定土壤结构。科学家们逐渐意识到，AM真菌具有突出的功能多面性和不可替代的生态重要性。

然而，陈保冬和王二涛认为，当前有关AM真菌生态功能的研究仍显不足，缺乏对AM真菌在生态系统适应与反馈环境变化中潜在作用的深入探索。因此，目前迫切需要开展原位生态实验，通过定向调控AM真菌群落，系统研究其与植物群落对环境变化的协同响应，探讨其在生态系统响应环境变化及退化生态系统生态恢复过程中的重要作用，研发AM真菌群落调控策略与技术。

论文明确指出，AM真菌生态学研究的最终目标是实现其生态应用。利用AM真菌等根际有益微生物构建功能菌群，改善土壤环境，增强植物抗逆性，是一种经济、高效且安全的退化土壤生态修复技术途径。然而，在自然环境中，因受到环境条件和土著菌群竞争等多种因素影响，通常难以对AM真菌接种的有效性做出精准预测。

在陈保冬和王二涛看来，实现AM真菌的生态应用并非简单的菌剂生产与接种，还包括评估接种必要性、构建预测模型、优化接种技术等关键环节。为确保AM真菌成功定殖并发挥功能，还需针对性消除土壤障碍因子，研发复合微生物菌剂及配套土壤调控技术。

陈保冬和王二涛表示，未来，AM真菌研究与实践将更加注重微观、介观与宏观尺度的综合探索，充分考虑生态系统整体性，构建完善的应用技术体系，并通过促进植物—AM真菌—土壤微生物群落的定向协同演替，实现生态系统的整体正向演化，从而提升生态系统的稳定性、生产力和恢复力。这不仅将为人们更深入地认知生物共生提供新视角，更为退化土壤生态修复和农业绿色发展提供了基于自然的解决方案，最终为促进人与自然和谐共生、推动可持续发展开辟新路径。