近日，性吧 杨培志教授团队在中科院1区Top期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry发表了题为“Mycorrhiza Inoculation and Soil-Available Phosphorus Modulate Phosphorus Acquisition Strategies of Alfalfa”的研究论文。2022级博士研究生潘新雅为论文第一作者，杨培志教授为通讯作者。

紫花苜蓿是一种营养价值高、固氮能力强、适应性广、产量高的多年生豆科牧草。土壤有效磷含量低是限制苜蓿生产的关键因素之一。关于丛枝菌根真菌（AMF）和磷肥对苜蓿根系吸收磷素的影响，目前还没有全面的认识。为此，研究团队通过测定和分析苜蓿生物量、根系形态、根系分泌的有机酸含量、土壤磷酸酶活性、根系转录组和土壤磷形态，揭示了接种AMF和施磷水平对苜蓿磷吸收策略的影响。研究发现接种AMF通过增加根系生长、有机酸含量和磷酸酶活性，促进了苜蓿磷积累和生物量的增加，这种共生关系在磷有限条件下尤为有利。接种AMF改变了苜蓿根系中5种有机酸和磷酸酶的合成与转运相关基因的表达水平，提高了有机酸含量和磷酸酶活性，从而增强了对土壤难溶性磷和有机磷的活化。具体而言，戊二酸、3-羟基-3-甲基谷氨酸、没食子酸和磷酸酶活化了Ca₂-P、Fe-P和有机磷，富马酸主要活化了Ca₂-P和Fe-P，而2-羟基苯乙酸则主要活化了Ca₂-P。活化的磷随后被根系和菌丝吸收，从而导致苜蓿中磷的积累量增加。AMF、根系形态、有机酸和磷酸酶在磷获取过程中协同作用，根据土壤磷水平的变化采用不同的策略。在磷有限的条件下，苜蓿主要依赖AMF共生和磷酸酶来获取土壤磷，而在磷丰富的条件下，有机酸、磷酸酶活性、根系形态和AMF共生共同促进了苜蓿对土壤磷的获取。我们的研究为理解苜蓿如何利用多样的根系策略来增强对土壤磷的获取提供了一个综合视角，为提高苜蓿生产效率提供了理论依据。

该研究得到了国家自然科学基金重点项目（32430073）、国家科技创新2030计划（2022ZD04011）、国家牧草产业技术体系-榆林综合试验站（CARS -34）的资助。

图1. 接种丛枝菌根真菌后苜蓿根系对土壤难溶性磷的活化和吸收过程示意图