陆生植物与丛枝菌根真菌之间的共生是自然界最普遍的一种共生关系,对自然界的碳循环。植物通过菌根共生获取磷、氮等营养的重要途径,同时植物也会提供丛枝菌根真菌生长发育所必需的碳元素。丛枝结构是植物-丛枝菌根真菌进行活跃的营养交换的主要场所。丛枝结构是由丛枝菌根真菌的菌丝在内层皮层细胞进行高度的二叉分枝形成的树状结构。在丛枝结构中,菌丝分枝是由植物细胞膜来源的丛枝周膜包被,在丛枝周膜上定位着一些菌根共生特异的离子转运蛋白以及质子泵参与双向营养交换。其中,H+-ATPase在维持膜两侧电势差,调控菌根共生营养交换的过程中发挥了极其重要的作用。但在菌根共生过程中,H+-ATPase的活性是如何被调控尚不清楚。因此,深入解析H+-ATPase工作的分子机制,将有助于增加对菌根共生中营养交换的理解。本研究通过对实验室已有的基因芯片数据分析发现,蒺藜苜蓿（Medicago truncatula）的质子泵调控蛋白MtPPI1（proton pump interactor isoform 1）的基因表达特异受菌根共生诱导。通过构建RNAi干扰载体,我们发现降低蒺藜苜蓿中MtPPI1的表达量不影响植株的正常生长,但是显著降低菌根侵染率。进一步分析发现丛枝结构的发育在MtPPI1 RNAi植株中受到严重影响。通过q RT-PCR分析发现,MtPPI1-RNAi植株中共生相关标记基因的表达显著低于野生型,包括参与营养交换的基因Mt PT4、Mt Fat M和Mt RAM2,表明MtPPI1在菌根共生中发挥重要作用。我们进一步通过Co-IP-MS分析了菌根共生中MtPPI1的互作蛋白,发现与MtPPI1互作的蛋白中包括H+-ATPase,暗示MtPPI1在菌根共生中通过Mt HA1发挥作用。烟草叶片亚细胞定位结果表明MtPPI1和Mt HA1共同定位在细胞膜上,进一步暗示MtPPI1可能通过调控H+-ATPase进而影响菌根共生过程中的营养吸收。因此,本研究揭示了MtPPI1在菌根共生中的作用,以及其可能通过调控植物H+-ATPase的活性在菌根共生过程中发挥作用,为进一步理解丛枝结构中质膜梯度平衡和营养交换奠定了基础。