磷是植物生长发育不可或缺的元素,但土壤中的磷元素多以难溶性形态或有机形态存在,无法被植物直接吸收利用。在农业生产中有益微生物的使用能够解决这一问题,如丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhiza fungi,AMF）。AMF能够与植物根系形成共生系统,为宿主植物提供水分和矿质元素,提高光合速率,改善植株形态,增强植物抗逆性。同时,丛枝菌根能减少肥料的滥用,促进碳、磷、氮的循环,平衡根际微生物群落,改良土壤结构和理化性质,实现农业生态环境的可持续发展。番茄（Solanum lycopersicum）是我国最重要的蔬菜作物之一,具有发展现代化设施产业的潜力,同时番茄也可作为模式植物应用于植物学的基础研究。基于此,本文利用遗传学、分子生物学、植物生理学、生物化学等手段,探究环境因子对番茄菌根共生的影响及其作用机制,主要研究结果如下:第一,探究环境因子对番茄根系中独脚金内酯合成和丛枝菌根共生的作用机制。设置不同的环境因子变量,证实低磷、高浓度CO₂（e CO₂）和高比例的红光、远红光能够提高番茄根部SLs合成基因CCD7（Carotenoid cleavage dioxygenase7）、CCD8、MAX1（More axillary growth 1）的转录水平。利用病毒诱导的基因沉默技术获得CCD7、CCD8、MAX1沉默植株,证明SLs合成基因参与e CO₂调控番茄菌根共生。利用CCD7的CRISPR/Cas9突变株系,证明SLs合成基因介导红光调控番茄菌根共生,进而影响番茄通过菌根共生途径对磷的吸收与积累。第二,深入探究光信号对番茄菌根共生的调控。利用番茄光敏色素突变体材料,检测番茄根部SLs相关指标和菌根共生相关指标,证明了光敏色素phy B对番茄根部SLs合成、菌根共生和磷吸收的正向调控作用。利用不同番茄材料植株和嫁接技术比较地上部和根部phy B的作用效益,实验结果表明地上部phy B主导对番茄根部SLs合成、菌根共生和磷吸收的调控。第三,寻找地上部phy B调控番茄菌根共生的系统信号分子。通过蛋白免疫沉淀实验和嫁接实验,发现地上部phy B能够提高番茄根部光信号转录因子HY5的蛋白积累量。利用HY5的CRISPR/Cas9突变株系探究HY5是否参与地上部phy B对番茄菌根共生的调控。相关指标结果表明HY5能正向调控番茄根部SLs的合成、菌根的共生和磷的吸收,而后利用嫁接实验证明地上部HY5主导了对SLs合成的调控。第四,深入探究HY5在调控番茄菌根共生中的分子机制。通过蛋白免疫沉淀实验和嫁接实验,发现番茄中HY5蛋白具有自上而下移动的能力,印证其为地上部phy B调控番茄菌根共生的系统信号分子。通过凝胶电泳迁移实验、染色质免疫沉淀实验和双荧光素酶报告基因系统实验,相继发现HY5蛋白能够在体外、体内与SLs三个合成基因启动子上的G盒子结合,并促进其转录,有力证明了HY5在调控番茄菌根共生机制中发挥了转录因子的作用。第五,解析HY5如何番茄调控菌根共生中C16脂肪酸的合成。根据序列比对结果和基因表达结果,寻找到番茄中编码合成菌根特异性C16:0-ACP硫酯酶的基因Sl Fat Mc,明确其对番茄菌根共生的积极作用。而后发现Sl Fat Mc基因表达量和HY5蛋白在番茄菌根中的时间动态变化趋势一致。利用HY5相关番茄材料,发现HY5促进番茄菌根中Sl Fat Mc的基因表达,并提高菌根中16:0、16:1ω5脂肪酸的含量和十六碳脂肪酸的比例。通过凝胶电泳迁移实验和双荧光素酶报告基因系统实验,证明HY5能够与Sl Fat Mc基因启动子上的ACE元件结合并促进其表达。基于以上研究结果,我们明确了环境因子中低磷、e CO₂和红光通过诱导SLs的合成来调控番茄菌根共生和植株对磷的吸收。深入探究光信号的调控机制,发现系统信号分子HY5自上而下移动,转录调控根系中SLs的合成基因,介导红光-phy B系统对番茄菌根共生的调控。其次,HY5能调控真菌宿主根细胞中C16脂肪酸的合成,进一步促进丛枝菌根的生长发育,促进植物与丛枝菌根真菌的物质交换。以上结论为解析植物菌根共生的作用机制奠定了基础,为设施生产中提高菌根作用效益中提供了科学依据和理论指导。