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丛枝菌根(AM)真菌是自然界分布最为广泛的一种内生菌根真菌,它能够与90%陆生植物形成丛枝菌根共生体。丛枝菌根不仅能够促进植物对矿质元素和水分的吸收,还能够提高植物的抗逆性,在生态系统中具有非常重要的作用,但是目前关于AM共生体形成机制方面的研究甚少。本研究以木本豆科植物紫穗槐为宿主植物,外源接种AM真菌摩西球囊霉(Glomus mosseae, GM)和根内球囊霉(Glomus intraradices, GI),在AM真菌和宿主植物互作的早期,防御酶苯丙氨酸解氨酶(PAL)、β–1, 3–葡聚糖酶、多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)活性瞬时增加,而且接种GI同接种GM处理相比防御酶活性变化相对较大,说明AM真菌诱导宿主植物产生的防御反应具备AM真菌种的差异性,在一定程度上GM同宿主植物之间的相容性较好。膜脂过氧化物丙二醛(MDA)含量下降,尤其在紫穗槐出苗后25d,接种GI和GM处理MDA含量分别降低26.6%和25.8%,说明菌丝侵染并未损伤植物根系细胞膜,而是增强细胞膜的稳定性和完整性。在防御酶失活的同时,几丁质诱导子降解产物葡萄糖胺(GlcN)含量增加,推测几丁质诱导子的降解是调节植物防御反应允许建立互惠共生体的机制之一。黄/异黄酮类物质既是植物体内的抗氧化剂,同时又是AM真菌和宿主植物相互作用的信号分子。本研究采用高效液相色谱(HPLC)检测到紫穗槐根系含有芦丁和芒柄花素等黄/异黄酮类物质,在AM真菌和宿主植物互作早期,黄酮类物质芦丁的含量逐渐增加,推测芦丁可能作为碳消耗供体供给AM共生体发育的需要,而作为具有抗菌活性的防御代谢产物芒柄花素瞬时增加,其后保持在较低的浓度,对于调节AM共生体的形成具有重要的作用。试验同时证实P元素能够增加防御代谢产物芒柄花素的含量,推测AM真菌可能是通过P元素控制黄/异黄酮类物质的生物合成,从而调节丛枝菌根共生体的形成。可溶性蛋白含量在植物体内代谢过程中的变化可以反映细胞内蛋白合成、变性和降解等方面的信息。本项研究证实,在AM真菌同宿主植物互作的早期,接种AM真菌增加可溶性蛋白的含量,而且随着菌根共生体的建立,新增蛋白的数目逐渐增加,同时还存在着一些消失的蛋白,原因可能是在AM真菌和宿主植物互作过程中,宿主植物细胞组织基因表达发生改变,某些基因(如共生相关基因、病程相关蛋白基因)会被诱导表达而产生相应的共生相关蛋白,同时某些相关基因的表达会被抑制或推迟,甚至是原来的蛋白质被降解,从而达到共生的目的。