丛枝菌根真菌是陆地生态系统中关键微生物。它们参与了碳、氮、磷等多种元素的生物地球化学循环过程;它们能与90%上的陆地植物形成互惠共生体。通过"生物地下交易"法则,植物和丛枝菌根真菌进行着物质和能量的交换:植物将光合产物以碳源的形式输送给丛枝菌根真菌;作为反馈,丛枝菌根真菌为植物吸收更多的养分和水分等,以促进植物生长。此外,植物根据环境的变化,会"选择性"地放弃某些丛枝菌根真菌伙伴,将光合产物分配给其他微生物,以促进土壤肥力的可持续发展。因此,丛枝菌根真菌群落不但可以表征土壤质量,还可以敏锐地反映土壤生态系统的变化。基于此理论,我们利用中国科学院封丘农业生态实验站农田生态系统养分平衡长期定位试验地,通过454高通量基因测序技术研究了长期不同施肥(有机肥、NPK混合肥、NP混合肥、NK混合肥和不施肥的对照)对我国潮土丛枝菌根真菌的影响。高通量测序共获得了124 998个菌根真菌的18S rDNA片段序列,其中近50%的序列属于Glomeromycota门,并形成了70个OTUs(如图1所示),主要分为三个科Glomeraceae,Gigasporaceae和Acaulosporaceae(如图2所示)。与对照和施用NK处理相比,长期施用磷肥显著减少了潮土中丛枝菌根真菌的丰富度和多样性(如图3所示);其群落结构也发生明显的分异(如图4所示)。结合环境因子的统计分析进一步显示,在施用N肥的基础上添加P肥有助于潮土肥力的可持续性(如图5所示):当作物可直接从土壤中获得足够的养分时,其对丛枝菌根真菌的依赖性下降,进而会"舍弃"部分丛枝菌根真菌,将更多的光合产物分配给其他土壤微生物,以促进土壤养分循环过程,最终有助于土壤肥力的可持续发展。这些结果首次揭示了典型农田土壤中丛枝菌根真菌群落对不同施肥的响应,为合理施肥提供理论依据和科学指导。