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地上地下生态系统相互影响,紧密关联。植物地上部分长期遭受植食性昆虫的取食,而地下丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)能与大部分维管植物形成共生关系。地上昆虫可能通过影响植物生长、诱导植物防御从而影响根系AMF的共生。目前,已经有不少研究报道地上昆虫对根系AMF的作用,但研究结果不一致,相关机理亦不明确。我们假设昆虫取食通过改变根系分泌物的组分或含量而影响AMF侵染。本研究以乌桕(Triadica sebifera)为实验对象,探索地上昆虫取食对植物根系AMF共生的影响与作用机理:通过设置不同昆虫、不同取食强度、取食后植物不同放置时间、不同植物生长时间,研究昆虫取食对AMF影响不一致的原因;通过收集昆虫取食后植物的根系分泌物,并进行根系分泌物组分含量的测定,探究昆虫取食影响根系AMF共生的根系分泌物机理;通过外源喷施植物激素茉莉酸(jasmonic acid,JA)、水杨酸(salicylic acid,SA),试图阐明昆虫取食影响AMF的信号传导途径。主要研究结果如下:(1)昆虫取食对乌桕根系AMF侵染的影响:受不同昆虫取食后,根系AMF侵染率均呈现低强度取食增加(增幅29.37%～92.59%),中强度和高强度取食降低的趋势(降幅33.95%～50.79%)。取食后植物放置时间也影响AMF侵染,随着植物放置时间延长,低强度和中强度取食改变的AMF侵染率逐渐恢复至与对照无差异,而高强度取食降低的AMF侵染率未能恢复。(2)昆虫取食对乌桕生长防御的影响:昆虫取食降低了乌桕地上和地下生物量,但基本未改变根系碳含量。昆虫低强度取食整体上增加了乌桕叶和根的总黄酮含量,中强度和高强度取食则是增加叶总黄酮含量,减少根中总黄酮含量;昆虫低、中和高强度取食增加了叶和根中总单宁含量;昆虫低、中和高强度取食增加了叶中总酚含量,减少了根中总酚含量。(3)昆虫取食对乌桕根系分泌物的影响:斜纹夜蛾、草地贪夜蛾不同强度取食,不影响根系分泌物中的总碳、总无机碳和总有机碳含量。黄刺蛾低强度取食,根系分泌物中的总碳、总无机碳和总有机碳含量显著降低;跳甲低强度取食,根系分泌物中的总碳、总无机碳和总有机碳含量显著增加。斜纹夜蛾、草地贪夜蛾低强度取食,根系分泌物中的槲皮苷浓度显著增加;高强度取食后,根系分泌物中的槲皮苷浓度显著降低;中强度取食后,根系分泌物中槲皮苷浓度下降,但不显著。斜纹夜蛾、草地贪夜蛾取食后的根系分泌物以及槲皮苷对幼套球囊霉菌孢子萌发有显著影响。(4)外施JA、SA对乌桕根系AMF侵染及根系分泌物的影响:外源喷施不同浓度的JA和SA对AMF侵染率没有显著影响,对根系分泌物中的碳含量基本无影响,对根系分泌物中的山奈苷浓度无显著影响。外源喷施诱导的根系分泌物对摩西球囊霉孢子萌发没有显著影响。这些结果表明,JA和SA可能在乌桕根系AMF对昆虫取食的响应中并不发挥作用。以上结果通过研究昆虫取食诱导的植物、根系分泌物、AMF等系列变化,探索了地上昆虫取食对地下AMF共生的影响与根系分泌物机理。发现昆虫取食诱导的AMF变化受多因子调控,并且这种效应可能由昆虫诱导的植物和根系分泌物次级代谢变化驱动。