外来植物入侵已成为人类面临的重大环境问题,菌根真菌和根瘤菌与外来植物的入侵性密切相关,外来入侵植物对本地植物共生微生物的影响已成为外来植物入侵机理研究的热点之一,但我们对此还知之甚少。菌根真菌和根瘤菌高度依赖宿主植物的光合产物,因此光照对植物与微生物的共生关系起到十分重要的作用。为探讨外来植物入侵的土壤微生物机制,本文以我国东北地区恶性外来入侵植瘤突苍耳(Xanthium strumarium)为材料,在不同光强(全光和遮光58%)下,研究其对本地植物大豆(Glycine max)菌根真菌和根瘤菌共生的影响。主要研究结果如下:(1)正常光照条件下,与瘤突苍耳混种时,大豆的菌根真菌侵染率(MYC)没发生显著变化;门水平下,混种大豆菌根真菌的群落组成和结构均未发生显著改变。然而,在属水平下,混种大豆的球囊霉属(Glomus)丰度显著降低。这说明丛枝菌根真菌(AMF)的响应可能是多样性的,不同属的响应存在差别,可能具有属水平上的特异性。正常光照下,瘤突苍耳对大豆根瘤数(NN)和根瘤生物量(NB)的影响显著,但对单个根瘤生物量(SNB)无显著影响,根瘤菌的群落组成也无变化,但大豆固氮基因nifH拷贝数显著升高,根瘤潜在的氮贡献(PNC)保持不变。在遮荫条件下,混种大豆的MYC无显著变化,且在不同的分类水平中均未发现Glomus有显著变化。然而,遮荫处理使得大豆NN和NB显著降低,SNB不变。遮荫对根瘤菌群落组成没有显著影响,nifH也不变,使得PNC降低。这说明大豆根瘤响应入侵种瘤突苍耳是通过改变固氮活性和根瘤数目(或生物量),而非改变根瘤菌的组成。(2)本文未发现大豆的根策略(根系氮含量,RNC;磷酸酶活性,PEA)与菌根策略(MYC)间的联系;但大豆根策略(RNC)与根瘤策略(nifH)呈显著负相关,即根系自身活性越强对根瘤的依赖性越小。这可能是由于根瘤固氮作用的能量消耗较高,因此根策略较强时降低其对根瘤固氮作用的依赖。总的来说,大豆对菌根的依赖程度不高,且菌根策略与根瘤策略也无关系。表明在响应瘤突苍耳入侵时,大豆获取养分主要是以根策略和根瘤策略两者之间的权衡。(3)与正常光照相比,遮荫处理时根策略(RNC和PEA)和菌根策略(MYC)的格局没有发生改变;但部分根瘤策略发生改变,即遮荫时,大豆的nifH没有变化,而根瘤数目降低,从而使得根瘤PNC显著降低。由此可见,遮荫时根瘤响应入侵植物的策略迥异:全光照时根瘤采取的是降低根瘤数目,提高活性;遮荫时采取的是降低数目,保持活性。本文结果表明,根瘤活性在响应外来植物入侵时的重要作用,需要重点关注。