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锌对植物生长发育是有利的,但浓度过高则对植物产生毒害作用。丛枝菌根（arbuscular mycorrhiza,AM）真菌对植物耐受过量锌的调节起着重要作用。本研究采用盆栽试验,测定锌胁迫下接菌刺槐（Robinia pseudoacacia）幼苗的生长状况和光合作用指标;分析接菌刺槐幼苗体内过量锌的分布、化学形态和根系细胞壁组分的变化;研究AM真菌对刺槐幼苗体内锌稳态和根系细胞壁组分代谢相关基因表达的影响。从生理生化、分子和转录调控方面揭示AM真菌提高刺槐幼苗锌耐受性机制。主要结果如下:1.锌胁迫下AM真菌对刺槐幼苗生长状况和光合作用的影响锌胁迫下,AM真菌提高了刺槐生物量、根直径、根表面积和根体积,降低了地上部分和根系的锌含量,提高了地上部分和根系的磷含量、地下脱落酸（ABA）含量/地下ABA含量和地下Zn含量/地上Zn含量。锌胁迫降低了刺槐的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）以及光合作用相关基因Rprbc L、Rprbc S的表达,提高了胞间CO2浓度。在1000 mg/kg锌胁迫下,AM真菌提高了刺槐叶片的Pn（126.0%）、Gs（53.8%）、Tr（40.3%）以及Rprbc S（53.1%）的表达。另外,AM真菌提高了PSII最大光化学量子产量（Fv/Fm）、PSII实际光化学量子产量（ФPSII）、电子传递速率（ETR）和光化学淬灭系数（q P）以及光合作用相关基因Rppsb A的表达,降低了非光化学淬灭系数（NPQ）。研究表明,锌胁迫下AM真菌可以改善刺槐磷营养和生长状况,影响ABA代谢,促进锌在根系中固定,提高刺槐叶片的气体交换能力以及PSII光化学活性,维持光化学电子传递能力,进而提高刺槐的光合能力。2.锌胁迫下AM真菌对刺槐幼苗根系锌的亚细胞分布和化学形态的影响在刺槐根系中,超过93%锌积累在细胞壁和可溶性组分中,细胞器组分中的锌最少（3.8%～6.2%）。锌胁迫下,AM真菌提高了刺槐根系细胞壁组分锌比例,降低了可溶性组分锌比例。锌胁迫下,AM真菌降低了刺槐根系中无机盐形态和有机酸盐形态的锌占比,提高了非活性形态的锌（与果胶和蛋白质结合的形态、不溶性锌磷酸盐形态）占比。同时,AM真菌下调了锌胁迫下根系锌吸收相关基因（如Rp IRT1、Rp ZIP1、Rp ZIP6）表达,上调了与过量锌解毒相关基因（如Rp HMA1、Rp HMA3、Rp MTP1、Rp PCS3）表达。研究结果表明,AM真菌可能通过改变锌在根系中的亚细胞分布,将过量锌转化为毒性较小的非活性形式,调控刺槐根系锌转运相关基因的转录水平,以更好地适应锌胁迫。3.锌胁迫下AM真菌对刺槐幼苗根系细胞壁组分的影响在500和1000 mg/kg锌胁迫下,AM真菌促进了刺槐根系细胞壁中多糖的合成,提高了刺槐根系细胞壁过氧化物酶（POD）（7.5%和25.4%）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）（30.5%和40.4%）和果胶甲基酯酶（PME）（68.4%和91.7%）活性。转录组测序结果表明,共有130个差异基因（DEGs）参与调控细胞壁组分代谢,58个DEGs与细胞壁蛋白相关。在1000 mg/kg锌胁迫下,菌根化刺槐中编码POD、PAL、PME、4-香豆酸-辅酶A连接酶（4CL）、UDP-葡萄糖6-脱氢酶（UGDH）、纤维素合酶（Ces A）、阿拉伯半乳聚糖蛋白（AGPs）以及伸展蛋白（ELPs）的大多数基因表达高于非菌根化刺槐。结果表明,AM真菌通过调控细胞壁组分生物合成途径的关键基因,改善刺槐根系细胞壁组分的生物合成与修饰,充分发挥根系细胞壁在重金属胁迫中的作用,提高刺槐根系的锌耐受性。4.锌胁迫下AM真菌对刺槐幼苗叶片中锌分配的影响在锌胁迫下,刺槐落叶中的锌浓度最高,其次是衰老叶、成熟叶和幼叶。另外,1000 mg/kg锌胁迫下,叶片中ABA浓度随叶龄增加有不同程度升高。说明刺槐可能通过ABA诱导将更多的锌分配到老叶中。1000 mg/kg锌胁迫下,AM真菌提高了幼叶中锌占比,降低了衰老叶中锌占比以及幼叶中的ABA浓度。Rp ZIP1是影响刺槐叶片中锌含量的关键基因,AM真菌显著降低了叶片中该基因的表达;在不同发育阶段叶片中参与过量锌解毒的基因不同,AM真菌不同程度上调了这些基因的表达。说明AM真菌可以改变刺槐不同发育阶段叶片锌含量和ABA含量,调控不同发育阶段叶片锌转运相关基因的转录水平,降低过量锌对刺槐叶片的毒害,维持其正常生长。5.锌胁迫下AM真菌对刺槐幼苗根系转录水平的影响采用转录组测序技术获得178068个基因（unigenes）。转录组差异基因（DEGs）分析发现,菌根化刺槐响应500 mg/kg锌胁迫时共有5489个DEGs（3425个上调基因,2064个下调基因）,主要富集在细胞含氮化合物的生物合成过程和细胞成分组织或生物合成等GO途径以及核糖体、苯丙烷生物合成和氮代谢等KEGG途径。菌根化刺槐响应1000 mg/kg锌时共有4624个DEGs（2561个上调基因,2063个下调基因）,主要富集在生物合成过程和细胞解剖实体等GO途径以及核糖体等KEGG途径。在500和1000 mg/kg锌胁迫下,刺槐根系响应AM真菌时,大量差异基因共同富集在脂肪酸合成代谢相关途径（如脂肪酸降解、脂肪酸生物合成以及不饱和脂肪酸生物合成途径）、过氧化物酶体途径、丙酮酸盐途径、氮代谢途径。说明苯丙烷生物合成途径在刺槐-锌胁迫互作中发挥重要作用,脂肪酸合成代谢途径、过氧化物酶体途径、丙酮酸盐途径以及氮代谢途径则在刺槐-异形根孢囊霉互作中发挥重要作用。