根據(jù)美國南達(dá)科他州立大學(xué)生物學(xué)與微生物學(xué)教授Heike Bücking的最新研究成果，植物與真菌之間存在著一種古老的互利關(guān)系，這種關(guān)系可以幫助作物減少對化肥的需求，從而促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
　　Bücking解釋說，5億多年來，大多數(shù)陸生植物都通過根部系統(tǒng)和叢枝菌根真菌共享碳水化合物。作為交換，這些真菌為植物提供氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，提高宿主的抵抗力。
　　這些被視為活化石的真菌，會利用菌絲在土壤中搜尋營養(yǎng)物質(zhì)，并將這些養(yǎng)分提供給宿主。作為回報(bào)，寄主會將4%~20%的光合作用固定碳輸送給這些菌根共生體。
　　“我們認(rèn)為這些真菌能夠通過更可持續(xù)、更環(huán)保的方式來提高能源作物的生物量以及糧食作物的產(chǎn)量�！盉ücking說，她已在包括小麥、玉米、大豆、苜蓿、三葉草和多年生牧草（如草原互花米草）等在內(nèi)的糧食作物和能源作物身上研究了真菌與作物之間的相互作用。
　　該研究在美國國家科學(xué)基金會、南達(dá)科他州小麥委員會、大豆研究和促進(jìn)委員會以及美國能源部聯(lián)合基因組研究所的支持下展開。
　　根據(jù)Bücking的研究，供求關(guān)系決定了植物和真菌在這種互惠關(guān)系中的養(yǎng)分交換量。為了解釋這些復(fù)雜的相互作用，她與來自阿姆斯特丹自由大學(xué)、英屬哥倫比亞大學(xué)以及南達(dá)科他州農(nóng)業(yè)實(shí)驗(yàn)站的研究人員共同展開了研究。
　　“雖然有多種真菌物種寄生在宿主植物身上，但宿主植物很清楚地知道其養(yǎng)分的確切來源。宿主植物能夠區(qū)分不同真菌的行為，并據(jù)此作出碳水化合物的合理分配�！盉ücking指出。
　　而這些真菌也形成了一個共同的菌根網(wǎng)絡(luò)，使其可以同時(shí)訪問多個宿主。研究表明，當(dāng)宿主植物由于被遮蔽而減少碳水化合物的分配時(shí)，真菌也會相應(yīng)減少營養(yǎng)物質(zhì)的共享。
　　Bücking與其合作者還發(fā)現(xiàn)一些比其他品種更有益的真菌。例如，他們將10種苜蓿叢枝菌根真菌分離成31種高、中、低性能的菌株，并評估了這些菌株與宿主苜蓿之間的關(guān)系。研究人員發(fā)現(xiàn)，高性能菌株可將苜蓿的生物量產(chǎn)量和養(yǎng)分吸收量提升170%以上，而低性能菌株對上述增長幾乎沒有貢獻(xiàn)。
　　“但是，對某種作物有益的真菌很可能無法為另一種作物提供相同的養(yǎng)分�！盉ücking警告說。同一種真菌的不同分離菌株可以產(chǎn)生不同的行為，因此，識別真菌的最佳適應(yīng)環(huán)境很有必要，只有這樣寄主植物才可能獲得最高的種植效益。
　　除了提供養(yǎng)分之外，這些真菌還可以保護(hù)能源作物及糧食作物免受諸如干旱、鹽堿或重金屬等外界環(huán)境脅迫和疾病。“所有這些作物可能會受到的外界壓力，通常可以通過與菌根的相互作用來得到改善。”Bücking說。
　　通過常規(guī)育種來增加作物的耐受性，一般只對某一方面的應(yīng)激因素起作用，但作物往往會受到多重外界壓力。Bücking認(rèn)為，如果能夠有效地利用真菌，其對作物的抗壓力改善影響將出乎意料。
　　然而，她補(bǔ)充說，為了更好地了解作物與真菌之間這種古老的共生關(guān)系并充分發(fā)揮其潛力，還需要進(jìn)行更多更深入的研究。