Bt(Bacillus thuringiensis)玉米（Zea maysL.）是全球商品化程度最快的抗虫转基因作物之一，其根系分泌或其秸秆还田分解释放的Bt蛋白可能影响土壤的特异生物种群、功能类群以及土壤生物多样性。丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi，AMF)是一类广泛分布于农田土壤生态系统的专性活体营养微生物，与植物营养、产量、病原抗性和植物种群多样性密切相关。Bt玉米种植后富集在土壤、根际中高Bt蛋白环境是否会影响AMF与玉米共生关系的形成及土壤中AMF的多样性?外源Bt基因导入玉米后引起玉米的一系列生理生化反应是否会影响到菌根诱导抗性(Mycorrhiza Induced Resistance，MIR)防御过程呢?本文以美国Becks Hybrids公司Bt玉米品系5422Bt1(Bt11)和5422CBCL(Mon810)与常规近等基因系品系5422为材料，通过温室小区种植试验，对比研究3个品系菌根侵染率和生理生化性状，构建分子克隆文库研究AMF多样性；通过盆栽接种实验，从信号传导途径基因和病情相关基因表达、防御相关酶活性变化、化学防御物质含量、生长与营养状况等方面揭示接种AMF对Bt和常规玉米纹枯病抗性的异同。旨在为全面、科学评价Bt基因导入对玉米与丛枝菌根真菌共生关系及其诱导抗病性的影响提供科学依据。主要结论如下：　　 温室小区种植Bt玉米对土著AMF侵染影响的研究结果表明：(1)种植28、60、98d后，不同玉米品系的菌根侵染率呈现5422Bt1＞5422CBCL＞5422趋势；(2)半定量PCR结果证实，98d时5422Bt1丛枝形成相关基因DXR表达量强于5422和5422CBCL;(3)3个品系根内菌丝ALP、SDH活性大小呈现5422Bt1＞5422CBCL＞5422趋势。Bt玉米品系有利于土著AMF侵染，提高菌丝活力。　　 构建了3个玉米品系28和60d根系AMF的克隆文库，(1)共检测到了14个差异序列，都为Glomus属类群，其中seq12所代表的Glomus mosseae是两个时期的优势种类。(2)侵染3个玉米品系根系AMF的香农指数、辛普森指数及物种丰富度均无显著差异。(3)侵染3个供试玉米根系AMF主要类群、常见类群、鲜有类群的出现频率差异亦不明显。(4)冗余分析(RDA)和主坐标分析(PCoA)显示，3个品系间的AMF群落结构无明显不同，生育期是引起AMF差异的主要原因。Bt玉米与常规玉米根系AMF的多样性无明显差异。　　 研究了两个磷水平下接种Glomus mosseae对Bt玉米生长生理的影响，发现：(1)低磷和高磷水平下，3个玉米品系Glomus mosseae的侵染率均呈现5422Bt1＞5422CBCL＞5422。(2)就倒1叶而言，接种Glomus mosseae对5422Bt1的光合作用、叶绿素荧光各参数值的抑制作用明显强于5422和5422CBCL，仅对两个Bt玉米叶绿素含量有正效应影响，但抑制5422的叶绿素合成。(3)接种Glomusmosseae促进了3个玉米品系的生长，无论低磷还是高磷，各品系的菌根依赖性与生长促进效应均为5422Bt1＞5422CBCL＞5422。(4)低磷或高磷条件下，接种Glomus mosseae均能促进供试玉米对营养元素的吸收，对5422和5422Bt1的促进作用强于5422CBCL。(5)在两个磷水平下，接种Glomus mosseae对Bt玉米根叶Bt蛋白表达、可溶性糖含量和根系活力影响均不明显。(6)低磷水平下，接种Glomus mosseae更易促进各玉米品系对营养元素的吸收，这与低磷条件下侵染率较高的结果一致。　　 纹枯病抗性试验证实，接种Glomus mosseae能增强供试玉米品系对纹枯病的抗性，使得5422Bt1、5422CBCL和5422的病情指数分别下降7.14-50.00％、12.50-50.00%和6.67-57.14%。与对照(CK)相比，各接种处理单接摩西球囊霉(Gm)、单接立枯丝核菌(Rs)、预先接种摩西球囊霉再接病原菌(Gm+Rs)处理均能不同程度地诱导玉米品系根系PAL、POD和PPO活性增加，诱导效果依次为Gm+Rs＞Rs＞Gm;Rs、Gm+Rs处理对根系几丁质酶和β-i，3葡聚糖酶活性诱导作用大小均呈现Gm+Rs＞Rs；总酚含量变化亦为Gm+Rs＞Rs＞Gm，但丙二醛含量则为Rs＞Gm+Rs＞Gm。根系PAL、PR-1a、PR-2a和AOS基因表达也为Gm+Rs＞Rs＞Gm。表明，预先接种摩西球囊霉能大幅度提高玉米受到病害感染后根系防御相关酶活性，促进根系酚类物质积累，抑制丙二醛合成，诱导根系茉莉酸信号途径关键合成酶基因(AOS)、苯丙氨酸解氨酶基因(PAL)和病程相关蛋白基因(PR-1a、PR-2a)的表达。当立枯丝核菌侵袭时，玉米根系Glomus mosseae的侵染率降低。　　 在生理和分子水平上，接种Glomus mosseae对3个玉米品系感病时根系防御反应的影响不同。从酶活结果可以看出，对5422Bt1根系PAL、POD、几丁质酶活性诱导作用均强于5422和5422CBCL;对5422和5422CBCL根系PPO活性的诱导作用强于5422Bt1;对5422Bt1和5422CBCL根系β-1，3葡聚糖酶的诱导作用强于5422。在抗性相关次生代谢产物方面，对5422和5422Bt1根系总酚合成的诱导作用强于5422CBCL;对5422Bt1根系丙二醛合成的抑制作用强于5422和5422CBCL。应用Real-time PCR方法在分子水平上证实，对不同品系根系PAL基因表达量的诱导作用呈现5422Bt1＞5422CBCL＞5422；对5422和5422Bt1根系的PR-1a基因表达量的诱导作用强于5422CBCL;对5422和5422CBCL根系的PR-2a、AOS基因表达量的诱导作用都强于5422Bt1。总体来看，AM真菌对玉米感病时根系生理分子防御反应的影响因不同品系而异，对5422Bt1防御诱导作用强于5422和5422CBCL，但对5422和5422CBCL的防御反应影响较为一致。此外，Bt基因导入对玉米自身防御反应也有影响。在CK、Gm、Rs、Gm+Rs处理条件下，3个品系的自身防御反应呈现明显不同。不同方式的Bt基因导入都能改变玉米自身的防御反应，并且这种防御过程呈现复杂性差异。　　 不同方式的Bt基因导入有利于土著AMF和Glomus mosseae对玉米根系的侵染，并不影响土著AMF侵染的多样性。但接种Glomus mosseae对玉米生长和抗病防御反应的影响在3个品系间表现不一致，这可能是Bt基因导入方式改变了玉米自身的生理生化性质，形成区别于亲本的新特征，进而影响AM真菌与玉米根系的共生关系。综合来看，不同方式的Bt基因导入对AMF侵染率有一定的正效应，但对AMF介导的促进玉米生长和抗病性的功能发挥并无明显不利影响。本研究为开展Bt玉米生态安全的综合评价与管理提供新的思路和途径，为协同利用Bt玉米外源导入抗性及AMF介导的的生长促进及抗病效应提供重要依据。