根系是植物从土壤中吸收水分和矿质养分的器官,是植物受到生物和非生物胁迫时的主要感应器官。根系构型(Root System Architecture,RSA)是指植物根系的空间构象,侧根的形成和发育则是控制根系构型的最重要因素。侧根的长度、分支角度、数量在很大程度上决定了植物的根系构型。根系构型受到许多因素影响,包括生物和非生物因素。AMF(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)能对诸多植物的根系构型的影响及其生态学意义已成为研究的热点;磷元素为植物所必须的矿质养分,在调控植物侧根的发育过程中具有重要作用,并且对此已经有许多的研究成果;生长素作为植物侧根发育的内在因子也在植物侧根发育过程中扮演重要的角色。为了探讨丛枝菌根真菌(AMF)、磷水平和生长素对植物侧根形成的影响,生长素在AMF和磷水平对植物侧根形成中扮演的角色,以及不同类型植物侧根对AMF、磷水平和生长素处理的响应的差异,本研究以柑橘(Poncirus trifoliata(L.)Raf.)、番茄(Solanum lycopersicum)、玉米(Zea mays)为供试植物,Rhizophagus irregularis为供试AMF,采用三因子随机区组设计,三因子分别为包括AMF(接种M和不接种NM)、磷水平(高磷HP和低磷LP)和生长素(生长素处理IBA、生长素运输运输抑制剂处理TIBA、对照处理CK)等共12个处理。评价AMF、磷水平和生长素对不同植物生长和根系各项形态指标的影响,以及对根系中与侧根发生和生长素相关基因的表达的影响,并在此基础上探讨生长素在AMF和磷水平对植物侧根影响中扮演的角色,通过枳壳—番茄、番茄—玉米两组材料的比较,探讨AMF影响植物根系构型的不同模式。主要研究结果如下:1.在枳壳上,其中接菌和高磷促进枳壳的生长,TIBA处理显著抑制植株生长。接菌处理降低主根长度,增加一级侧根数和二级侧根数,增加枳壳幼苗二级侧根形成能力;磷水平对主根长和侧根形成无影响;TIBA显著降低主根长和侧根数。AMF和磷水平对侧根形成相关基因表达的影响较明显,并且存在复杂的互作。综合来看,AMF对枳壳幼苗影响是全方位的,不但能在接菌后促进植株的生长也对根系构型产生影响,其中引起根系构型变化的过程中可能有生长素信号的参与。2.在番茄上,其中接菌和高磷都能增加番茄生物量,IBA和TIBA都对番茄生长有抑制作用。接菌和低磷都能增加一级侧根数和二级侧根数,并且能增强二级侧根形成能力;IBA处理促进侧根形成,TIBA处理抑制侧根形成。AMF和磷水平以及生长素都能影响番茄生长素运输基因的表达,但是对其影响的程度和模式不相同。综合来看,AMF和磷水平都对番茄生长和侧根形成产生影响,而且影响的广度和深度相似。AMF和磷水平对番茄侧根形成的影响中可能有生长素信号的参与。3.在玉米上,接菌降低玉米生物量,高磷增加玉米生物量,TIBA处理显著降低玉米生物量。AMF对玉米各根系类型的影响不同,其中对种子根的各指标都产生显著影响,对冠根的影响主要集中在侧根形成能力上,接菌增加了冠根上侧根的形成和冠根的平均侧根数。磷水平对主根的各指标无影响,但是对种子根和冠根及其侧根形成都有显著影响。TIBA对玉米各类根系类型都产生负面影响。4.通过比较枳壳—番茄可以发现,AMF和磷水平对木本植物和草本植物的生长都有显著的促进作用,其中AMF和磷水平也都会对两类植物的根系构型产生影响,其中都会增加其根系中细侧根的比例;磷水平对两类植物的侧根形成的影响存在差异,没有观察到磷水平对枳壳侧根形成的影响,但是磷水平对番茄的侧根形成产生显著影响;TIBA都对两类植物侧根形成产生抑制,但是影响程度不一致。综合来看,AMF和磷水平对木本植物和草本植物根系构型的影响模式相似,但是影响程度存在差异。比较番茄—玉米可以发现,高磷对双子叶植物和单子叶植物的生长都有促进作用;AMF促进番茄生长,抑制玉米生长;低磷磷会增加番茄细侧根比例,但是对玉米不同根类型影响则不同;AMF会增加番茄细侧根比例,对玉米冠根和种子根的细侧根形成也存在促进作用,对主根却无影响。综合来看,AMF和磷水平对单子叶植物和双子叶植物侧根形成的影响存在相似点,就是都会在一定程度上增加细侧根的比例,但是由于根系类型存在较大差异,其影响也存在很大差异。