近日，北京林业大学草业与草原学院纪宝明教授团队联合中国科学院微生物研究所等单位，围绕植物-丛枝菌根真菌（Arbuscular Mycorrhizal Fungi, 简称AM真菌）互利共生体系对草地退化和环境变化的响应机制开展系统研究，取得一系列重要进展。相关研究成果相继发表在《New Phytologist》、《Ecological Indicators》和《Plant and Soil》等知名期刊。

AM真菌与全球绝大多数草原植物形成互利共生关系，是连接植物与土壤养分循环的重要纽带，在维持生态系统稳定性和促进退化生态系统恢复中发挥关键作用。针对草原退化及全球变化背景下菌根共生体系响应机制不清的问题，研究团队依托西藏那曲高寒草甸退化监测平台和内蒙古温性草原长期观测样地，综合运用稳定同位素示踪、高通量测序、微宇宙实验和生态网络分析等技术，系统揭示了菌根共生体系在资源交换、群落稳定、微生物互作和时间动态等方面的适应机制。

研究发现，随着草甸退化加剧，植物与AM真菌之间的碳—氮交易关系显著增强，菌根真菌增加对吸收功能菌丝的资源投入，并通过提高网络复杂度维持共生体系稳定运行，揭示了退化环境下植物与菌根真菌协同适应的新机制。

进一步研究表明，宿主植物根系中的AM真菌群落具有比土壤和混合根系更高的生态抵抗力。尽管退化改变了菌根真菌网络结构和稳定性，但菌根真菌群落仍能够持续促进宿主植物生长，表明植物-菌根真菌互利共生关系是维持退化生态系统恢复潜力的重要生物学基础。

在微生物互作层面，研究团队发现草原退化重构了植物-AM真菌-细菌三方互作网络。退化导致植物对菌根真菌的宿主偏好性减弱，并将更多碳资源分配至菌丝际细菌群落，揭示了生态胁迫条件下地下微生物资源分配格局的重组机制，为利用菌根共生体系优化退化草地恢复提供了新的科学依据。

此外，团队首次识别出温性典型草原生态系统中菌根共生体系存在显著的时间动态阈值，发现菌根真菌群落结构及其驱动因子会在生长季关键时间节点发生转换，不同宿主植物表现出差异化的响应模式。这一发现深化了对菌根共生体系动态演替规律的认识，为全球变化背景下草地生态系统的长期管理与预测提供了新的理论框架。

上述系列研究从资源交换、生物互作、生态稳定性和时间动态等多个维度，系统阐明了植物-AM真菌互利共生体系应对草地退化和环境变化的生态学机制，丰富了菌根共生理论，为青藏高原及我国北方草地生态修复、生态安全维护和可持续管理提供了重要科学支撑。

近10年来，纪宝明教授团队依托国家自然科学基金、第二次青藏科考、第三次新疆科考、国家重点研发计划等国家级项目，系统开展了我国草原乡土AM真菌种质资源的搜集、鉴别、评价、扩繁和保藏工作，初步建立了“中国北方草原AM真菌种质资源库”。同时，团队潜心研发和示范乡土真菌应用于退化草地生态修复的核心技术，在乡土AM真菌扩繁、菌剂制备及接种应用等方面形成了多项国家发明专利和技术案例，在内蒙古、西藏、新疆等省区退化沙化草原应用示范超过5千亩，取得了显著成效。

北京林业大学为系列论文的第一或第一通讯单位，董强博士（草学院已毕业博士生）为第一作者，纪宝明教授为通讯作者，青年教师李耀明副教授和张静副教授参与上述研究。相关论文链接：

https://doi.org/10.1111/nph.20304

https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2025.114036

https://www.jpe.ac.cn/EN/10.1093/jpe/rtaf218

https://doi.org/10.1007/s11104-026-08671-9 

作者：董强、李耀明

审核：纪宝明