外来植物入侵不仅破坏生态环境,威胁生物多样性,同时对人类健康和经济发展造成巨大影响,已经成为严重的生态问题。入侵植物与丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)的相互作用是外来植物入侵机制研究中的热点问题。已有研究发现入侵植物根系菌根真菌的侵染率显著高于本土近缘植物,是其成功入侵的重要因素。根系分泌物是影响植物和微生物互作的关键因子,但根系分泌物对于调控入侵植物与AMF互作的作用和机制尚不明确。因此,探究根系分泌物介导的入侵植物和AMF互作不仅可以明确菌根真菌在植物入侵过程中的贡献和作用,而且还有助于揭示新环境下入侵植物的环境适应策略和机制,并对入侵植物的治理具有一定的指导作用。本项目以多对入侵植物及其本土近缘植物为研究对象,通过同质园实验,室内化学分析和离体培养皿实验比较AMF接种对入侵植物和本地植生长差异,入侵植物与本土近缘植物根系AMF侵染率和根系分泌物的差异,根系分泌物去除和添加对入侵植物和本地植物根系AMF侵染率的影响以及关键代谢物质对AMF孢子萌发的影响,探究根系分泌物在入侵植物与AMF互作中的作用。主要研究方法和结果如下:(1)以7对入侵植物和本土近缘植物为材料,通过湿筛法接种AMF比较AMF对入侵植物和本土植物生长的影响,结果表明:AMF同时提高入侵植物和本土植物生物量,但对入侵植物生长的促进作用显著高于本土植物。(2)以7对入侵植物和本土近缘植物为材料,通过添加活性炭吸附根系分泌物用于比较入侵植物和本地植物生长和AMF互作的差异,结果表明:添加活性炭后入侵植物与本地植物的生物量和AMF侵染率两者无显著性差异,而对照组即不添加活性炭的入侵植物生物量和AMF侵染率显著高于本地植物。(3)以7对入侵植物和本土近缘植物为材料,通过水培法收集植物根系分泌物用于探究根系分泌物添加对入侵植物和本地植物与AMF互作的影响。对于本地植物而言,添加本地植物根系分泌物边际提高其生物量,而对AMF侵染率无显著影响;添加入侵植物根系分泌物边际提高其AMF侵染率,而对其生物量无显著影响。对于入侵植物而言,添加本地植物根系分泌物对其生物量和AMF侵染率均无显著影响,而添加入侵植物根系分泌物则同时提高其生长和AMF侵染率。因此,根系分泌物在入侵植物和AMF互作中发挥着重要作用。(4)为探究不同生长阶段下入侵植物和本地植物与AMF互作,植物根系分泌物代谢物质差异及其对孢子萌发的生物活性,以21对入侵植物和本地植物为研究对象,分别在30天、60天、90天时比较植物根系AMF侵染率和根系分泌物代谢物质的差异。研究结果表明:在不同的生长阶段入侵植物的生物量和AMF侵染率均高于本地植物;入侵植物根系分泌物中无机碳和总碳含量显著高于本地植物;入侵植物根系分泌物中有机碳和槲皮素含量在30天、60天时均高于本地植物,而在90天时两者无显著差异,而山奈苷的含量的变化是与之相反的;。在孢子萌发实验中,发现槲皮素添加均显著提高孢子萌发率;当山奈苷浓度添加为0.10ppm时对孢子萌发率显著高于1.00ppm和0.01ppm;异槲皮苷添加均显著提高孢子萌发率,且异槲皮苷浓度添加为0.10ppm时对孢子萌发的刺激作用显著高于1.00ppm和0.01ppm。综上所述,和本地植物相比,入侵植物比近缘本地植物具有更高的AMF侵染率,而根系分泌物在入侵植物和AMF互作过程上起到极为重要的作用。同时,本研究结果表明,入侵植物根系分泌物中有机碳和槲皮素的含量高于本土植物,这可能是入侵植物AMF在生长早期侵染率更大的原因。这些发现进一步表明根分泌物中特定成分的差异可能导致AMF与本地植物和入侵植物之间存在不同的共生策略,而植物和AMF共生的差异进一步提高入侵植物的生长优势从而使外来植物成功入侵。