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丛枝菌根真菌（Arbuscular Mycorrhizal Fungi，AMF）能与陆地上80％的植物形成共生体系，是最古老的共生体系之一。诸多研究表明AM真菌影响植物的矿质养分和水分吸收及生长发育过程，在帮助植物适应逆境胁迫（如:干旱、高温，重金属污染等）方面具有重要作用。然而，以往大部分研究侧重于AM真菌影响宿主植物的生理生态功能，而对于菌根共生体的协同抗逆机制，尤其是环境胁迫下AM真菌与宿主植物泌出物中的信号物质交流过程所涉及的分子机制的研究比较薄弱。本文以玉米(B73)为研究对象，通过研究AM真菌泌出物对植物基因组和代谢组的影响，以及在磷胁迫下对玉米碳磷代谢相关基因表达的影响，旨在研究AM真菌泌出物在调节植物基础代谢和响应磷胁迫中的作用，为进一步研究AM真菌泌出物中生物活性信号分子的作用机制奠定基础。本研究的主要内容和结果归纳如下: (1) AM真菌泌出物对玉米基础生理代谢的影响 以AM真菌孢子渗出液(Germinated spores exudates，GSE)作为AM真菌泌出物，在外源添加GSE条件下，采用基因组和代谢组分析技术，揭示AM真菌泌出物对植物根系基础生理代谢的影响。研究结果表明，GSE处理6h后，与对照处理相比，玉米根系中基因表达和代谢物质相对含量无显著差异，但GSE处理24h后，玉米根系中的基因表达出现明显差异，这些基因主要涉及氨基酸代谢、糖代谢、脂肪酸代谢和信号转导等方面;与基因组结果相类似，GSE处理6h对植物代谢组无显著影响，代谢相关产物的变化主要发生在GSE处理24h后，其中氨基酸代谢、糖代谢、脂肪酸代谢相关代谢物质以及尿嘧啶、腐胺、亚精胺等物质的相对含量显著增加。本研究证明了AM真菌泌出物能够改变玉米根系中碳代谢和氮代谢相关基因表达和相关代谢物质含量，表明宿主植物能够对AM真菌泌出物作出迅速响应，为AM真菌侵入做好准备。 (2) AM真菌泌出物对植物响应磷胁迫的调节作用 本试验采用分室培养系统，以接种室为AM真菌泌出物分泌源，设置有和无AM真菌泌出物处理，并通过微孔膜实现泌出物在分室间的扩散，研究不同磷水平下AM真菌泌出物对玉米碳磷代谢相关基因表达影响。结果表明，对于菌根共生体系来说，接种AM真菌显著增加宿主植物干重和磷浓度，低磷条件下上调AM真菌和玉米碳磷代谢相关基因表达;而AM真菌泌出物和磷浓度处理，仅高磷浓度处理显著增加玉米地上部、地下部干重和磷含量，AM真菌泌出物处理对其无明显促进作用。就玉米基因表达而言，低磷胁迫下AM真菌泌出物显著上调磷转运、碳代谢相关基因表达，其上调量随着时间的延长而增加;而高磷胁迫下AM真菌泌出物对玉米基凶表达的影响不突出。本研究结果证实AM真菌泌出物在低磷胁迫下能够较大幅度的上调调节植物基因表达，刺激植物对AM真菌侵染的应答。与高磷胁迫相比，AM真菌泌出物对低磷胁迫调节作用更为明显，这也在一定程度上支持了AM在帮助宿主植物抵御磷饥饿中更为重要的论据。