作物对氮、磷、钾的营养高效利用是发展现代农业的主要目标之一。近三十年来我国氮肥和磷肥泛滥施用情况严重，肥料的利用率仅为20-35％。因此作物营养高效利用是当前农业生产中一个急需解决的重大问题。丛枝菌根共生对生态系统物质循环非常重要，也是植物从环境获得营养的重要渠道。但是目前人们对植物如何从环境获取营养还不清楚。在植物细胞系统中，进出细胞的溶质和代谢产物运输主要由一个H+浓度梯度驱动。这个梯度是由质膜H+-ATP酶（在植物和真菌中都被发现的酶）的活动所产生。一个正电荷以质子的形式排出，引起膜电位，这可以为带正电的离到细胞内的转运提供能量。H+-ATP酶在细胞扩增期间的信号转导、细胞内pH调节、植物对盐胁迫的响应和气孔开度调节中发挥不同的作用。H+-ATP酶如何参与植物共生促进植物与真菌间营养传递的此前还不清楚。本研究利用正向和反向遗传学，获得了水稻和苜蓿中特异被丛枝菌根真菌诱导的H+-ATPases。这些细胞膜H+-ATPases在含有菌根丛枝的细胞里表达，起到增强细胞膜质子泵活性的作用。其突变体不能通过丛枝菌根共生获得磷营养，表现为丛枝菌根共生缺失。过量表达水稻的H+-ATPase，Os-HA1可以增强植物的磷吸收能力以及细胞膜电位。这是目前发现的首个有活性的H+-ATPase参与菌根共生，通过产生和维持细胞内外H+离子梯度而驱动植物与菌根真菌之间的营养交换。这些理论的获得为我们减低农业化肥的使用奠定了重要理论基础。