丛枝菌根真菌(AMF)与80％的植物根系形成共生，是自然界分布最广泛的植物共生微生物。长期以来，人们主要关注的是AMF与宿主植物的相互作用及机制，而关于AMF与非宿主植物（或非菌根植物）的互作则所知甚少。在自然环境中，AMF在地下形成的庞大菌丝网络不仅与宿主植物共生，同时也与非宿主植物的根系存在广泛“接触”。揭示AMF对非宿主植物的影响及其作用机理对于理解AMF在生态系统中的生态功能、揭示其在农林领域的应用前景具有重要意义。本研究以AMF的典型非宿主植物拟南芥为实验材料，通过构建AMF接种拟南芥的两室系统和单室系统，研究AMF对拟南芥生长的影响，并探索AMF作用于非宿主植物的可能机制，主要研究结果如下:　　1.拟南芥根系在两室系统（左室种植典型宿主植物三叶草，右室种植非宿主植物拟南芥，两室之间用孔径30微米(AMF菌丝能够通过，而根系不能通过)的不锈钢膜隔开，允许菌丝而不允许植物根系通过）、单室系统（将AMF单独接种到非宿主植物拟南芥）当中都能被AMF侵染，且侵染率较高;在显微镜下可以明显观察到大量AMF菌丝、囊泡以及极少的丛枝结构。考虑到AMF自身无法合成碳源，AMF根内结构的大量形成证实非宿主植物拟南芥为AMF供应了光合产物。另外，极少量AMF丛枝结构的发生暗示AMF与拟南芥根系之间可能进行了有限的物质交换。　　2.AMF侵染拟南芥对土壤养分水平的响应。在接种Funneliformis mosseae和Rhizophagus irregularis混合菌剂后，随着土壤氮磷养分浓度的降低，其总侵染率及囊泡侵染率有一定的升高，但是各个处理间差异并不显著。与此同时，随着AMF侵染率的升高，AMF对拟南芥的抑制效果逐步减弱:在施用高氮/磷营养液的条件下，AMF的总侵染率为9.67％，其生物量降低了58％;在施用中氮/磷条件下，总侵染率为15.33％，其生物量降低了28.1％;而在施用低氮/磷的条件下，AMF总侵染率为16.67％，其生物量降低了15.1％。表明AMF侵染拟南芥对土壤养分水平存在响应，在一定养分浓度范围内，随着养分浓度降低，AMF总侵染率升高。同时，这一结果暗示AMF有可能在拟南芥吸收土壤氮磷养分过程中发挥了一定的作用，即AMF侵染抑制了拟南芥通过根系直接吸收养分的能力，因此总侵染率越高，吸收养分能力越强，抑制作用减弱。　　3.AMF明显抑制了拟南芥的生长。在两室系统中，接种AMF的拟南芥相比对照（未接种）植株其生物量显著下降;由于两室系统中AMF同时提高了宿主植物三叶草的养分水平和生物量，两室系统中观察到的拟南芥生物量下降可能部分或者完全是由于宿主植物养分竞争能力增强而引起的。为了排除宿主植物的影响，本研究中我们成功构建了AMF接种拟南芥的单室系统，并观察到AMF侵染后拟南芥植株生物量同样显著降低。接种Funnnerlifomis mosseae生物量相比对照降低了50.26％，接种Rhizophagus irregularis和两者混合菌剂后分别降低了39.63％、44.32％，首次明确证实AMF能够抑制非宿主植物拟南芥的生长，且AMF对拟南芥的抑制作用与AMF的种类密切相关，在本研究中，Funnnerlifomismosseae抑制效果最强，Rhizophagus irregularis及两者的混合接种的抑制效果相当。4.AMF抑制拟南芥的机制:通过对叶片光合相关指标的测定结果显示，AMF处理后拟南芥叶片PSⅡ的最大光能转化效率（Fv/Fm）降低，证明非宿主植物受到一定程度的胁迫。叶绿素指数mSR705、mND705、ChlNDI下降，表明AMF处理后，拟南芥叶片叶绿素合成受抑制。另外，接种AMF后的拟南芥叶片净光合速率(Photo)明显低于对照，且拟南芥植株可溶性糖含量上升，暗示AMF对拟南芥光合作用的抑制以及对碳源的消耗可能是AMF减少拟南芥生物量的重要原因。对拟南芥氧还相关酶类的测定结果显示，AMF处理后的拟南芥叶片膜脂过氧化程度升高，证明AMF对非宿主植物产生了氧化胁迫。与此同时，AMF处理下拟南芥叶片过氧化物酶(POD)活性也显著上升，暗示拟南芥可能通过POD活性的升高来清除由AMF入侵产生的过量活性氧。AMF对非宿主植物产生的氧化胁迫可能是其抑制拟南芥生长的另外一个重要原因。最后，我们还通过比较不同接种处理下拟南芥叶片病程相关蛋白基因（PRs）的表达情况，初步探讨AMF对拟南芥的抑制作用是否与拟南芥SA诱导途径病原抗性相关。与不接种AMF的对照植株相比，单接种Funneliformis mosseae引起PR1、PR2表达量上调，PR5表达量没有变化;单接种Rhizophagus irregularis引起PR2表达上调，PR5表达下调，PR1表达量没有变化;而混合接种Funneliformis mosseae和Rhizophaguirregularis混合接种则导致了PR1表达上调，PR2、PR5表达下调（接种AMF后10天样品）。而接种AMF23天后的拟南芥则未检测到SA途径相关基因的表达。表明AMF引起的拟南芥SAR反应有可能类似于宿主植物，在宿主植物中，当AMF入侵初期，孢子萌发后到达植物根系表皮形成入侵点时，在这期间AMF可引起宿主植物SA途径基因的表达，而当AMF入侵到皮层细胞开始，SA途径表达下降。另一原因可能是AMF可以引起SA途径的病原抗性反应，从而引起拟南芥SA途径基因的表达以抵抗AMF的入侵。　　综上，本研究在成功构建无宿主植物伴生条件下AMF接种拟南芥实验体系的基础上，确切证实了AMF对拟南芥的抑制作用。并首次证实，AMF对拟南芥的抑制机理可能包括降低光合作用、消耗碳源、氧化胁迫以及产生病原效应等。这些研究结果极大丰富了我们对于AMF与非宿主植物互作的认识。不过，由于时间所限，本研究对于AMF抑制拟南芥机制的研究尚待深入。在后续的实验中，我们将结合目前广泛使用的组学技术（如转录组、蛋白组等）进一步确认AMF抑制拟南芥生长的可能途径，并在此基础上深入研究其抑制作用的过程和分子机制。