丛枝菌根真菌系统发育与菊科植物功能性状的互作机制及其表型可塑性研究

为解决单一性状研究难以全面揭示丛枝菌根(AM)真菌对植物表型影响的问题，研究人员通过温室控制实验，对4种菊科植物接种10种AM真菌菌株，系统评估了真菌分类地位与系统发育关系对植物营养-生殖性状权衡的影响。研究发现AM真菌可显著改变宿主生物量分配模式（根减少，茎/繁殖器官增加），且在矢车菊(Centaurea cyanus)中表型变异与真菌系统发育距离显著相关。该研究为理解植物全息体(holobiont)内生物效应因子如何塑造反应规范(reaction norm)提供了多性状分析范式。

　　

植物与丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal, AM)真菌的共生关系堪称一场精妙的"资源交易会"——植物将光合产物分配给真菌，换取后者提供的矿质营养，这种互作直接塑造着植物的适合度。尽管植物表型是多个受制于权衡(trade-off)关系的性状共同作用的结果，但以往关于AM真菌的研究多聚焦单一性状。

研究者设计了一个精巧的温室实验：选取4种菊科植物（包括明星物种矢车菊Centaurea cyanus）与10种AM真菌菌株进行全因子接种。通过多维分析发现，真菌接种效果呈现显著的"性状特异性"——与未接种对照相比，根系生物量分配普遍降低，而地上部或繁殖器官的分配则因真菌-植物组合不同呈现差异化增长。更有趣的是，真菌系统发育树上的"远亲近邻"关系竟能预测矢车菊的表型变异程度，这为微生物-宿主共进化研究提供了新视角。

该研究首次在AM真菌-植物互作体系中引入"全息体(holobiont)"框架，揭示生物效应因子如何通过多性状协同作用塑造宿主基因型的表型变异范围（即反应规范reaction norm）。这些发现不仅为生态位分化理论补充了微观尺度证据，更为农业微生物接种剂的精准筛选提供了理论依据。