叢枝菌根（AM）是土壤中AM真菌與植物根系間高度進化的互惠共生體。隨著科研探索的不斷深入，科研人員發(fā)現(xiàn)，陸地生態(tài)系統(tǒng)中AM共生體系的分布之廣、植物—AM真菌—細菌間生物連續(xù)體的復雜多樣，以及AM共生調(diào)控機制的精細奇妙，均超乎想象。因此，AM共生基礎(chǔ)研究在植物學、生態(tài)學及土壤學等領(lǐng)域持續(xù)占據(jù)研究熱點，同時，AM真菌應(yīng)用技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護，特別是退化土壤修復方面，也日益受到廣泛關(guān)注。

日前，中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員陳保冬與分子植物科學卓越創(chuàng)新中心研究員王二濤，在《植物研究》期刊上發(fā)表了《叢枝菌根生態(tài)生理與應(yīng)用技術(shù)研究展望》，明確指出未來在AM真菌共生生理與分子機制、生態(tài)功能以及生態(tài)應(yīng)用等領(lǐng)域還有較大的研究空間。

在AM共生體系中，AM真菌從宿主植物獲取碳源，同時幫助植物從土壤中吸收礦質(zhì)養(yǎng)分和水分，能夠增強植物應(yīng)對土壤貧瘠、干旱、污染等各種逆境脅迫的適應(yīng)能力。

AM真菌共生生理與分子機理，無疑是AM真菌研究的核心與挑戰(zhàn)。借助遺傳學和多組學等前沿技術(shù)，科學家們正致力于揭示AM真菌共生體系構(gòu)建及調(diào)控的分子機制，明確共生信號傳遞途徑，以及共生結(jié)構(gòu)形成與維持過程中的發(fā)育、周轉(zhuǎn)與調(diào)控細節(jié)。這些研究不僅對于理解生命共生機制具有重大科學價值，更為AM真菌共生調(diào)控及AM真菌純培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實的理論基礎(chǔ)。

隨著研究視野的拓展，AM真菌的生態(tài)功能研究也成為新的研究熱點。由于AM真菌不具有嚴格宿主專一性，其可在不同植物根系之間建立菌絲連接，并通過根外菌絲網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)不同植物間的資源再分配，從而維持植物群落結(jié)構(gòu)及功能的穩(wěn)定。在生態(tài)系統(tǒng)中，AM真菌深度參與物質(zhì)循環(huán)，調(diào)節(jié)生態(tài)系統(tǒng)對環(huán)境變化的響應(yīng)。此外，AM真菌還能通過多種機制促進土壤團聚過程，穩(wěn)定土壤結(jié)構(gòu)。科學家們逐漸意識到，AM真菌具有突出的功能多面性和不可替代的生態(tài)重要性。

然而，陳保冬和王二濤認為，當前有關(guān)AM真菌生態(tài)功能的研究仍顯不足，缺乏對AM真菌在生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)與反饋環(huán)境變化中潛在作用的深入探索。因此，目前迫切需要開展原位生態(tài)實驗，通過定向調(diào)控AM真菌群落，系統(tǒng)研究其與植物群落對環(huán)境變化的協(xié)同響應(yīng)，探討其在生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)環(huán)境變化及退化生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)恢復過程中的重要作用，研發(fā)AM真菌群落調(diào)控策略與技術(shù)。

論文明確指出，AM真菌生態(tài)學研究的最終目標是實現(xiàn)其生態(tài)應(yīng)用。利用AM真菌等根際有益微生物構(gòu)建功能菌群，改善土壤環(huán)境，增強植物抗逆性，是一種經(jīng)濟、高效且安全的退化土壤生態(tài)修復技術(shù)途徑。然而，在自然環(huán)境中，因受到環(huán)境條件和土著菌群競爭等多種因素影響，通常難以對AM真菌接種的有效性做出精準預測。

在陳保冬和王二濤看來，實現(xiàn)AM真菌的生態(tài)應(yīng)用并非簡單的菌劑生產(chǎn)與接種，還包括評估接種必要性、構(gòu)建預測模型、優(yōu)化接種技術(shù)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為確保AM真菌成功定殖并發(fā)揮功能，還需針對性消除土壤障礙因子，研發(fā)復合微生物菌劑及配套土壤調(diào)控技術(shù)。

陳保冬和王二濤表示，未來，AM真菌研究與實踐將更加注重微觀、介觀與宏觀尺度的綜合探索，充分考慮生態(tài)系統(tǒng)整體性，構(gòu)建完善的應(yīng)用技術(shù)體系，并通過促進植物—AM真菌—土壤微生物群落的定向協(xié)同演替，實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的整體正向演化，從而提升生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、生產(chǎn)力和恢復力。這不僅將為人們更深入地認知生物共生提供新視角，更為退化土壤生態(tài)修復和農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展提供了基于自然的解決方案，最終為促進人與自然和諧共生、推動可持續(xù)發(fā)展開辟新路徑。