通常认为无机氮形式为主的氮素沉降能破坏森林土壤的菌根网络结构和功能，反而促进土壤腐生菌和病原菌的增殖，然而这一作用方式一直缺乏实验证据的支持。
2022年11月18日，国际权威期刊（Cell 子刊）Current Biology发表了中国林业科学研究院亚热带林业研究所袁志林团队的最新研究成果。题为“A facultative ectomycorrhizal association is triggered by organic nitrogen”的研究论文。中国林业科学研究院亚热带林业研究所助理研究员彭龙为第一作者，袁志林研究员和法国农科院Francis M. Martin院士（亚林所客座教授）（近5年80篇高水平文章！Francis Martin院士团队在林木微生物互作领域取得重大进展！Francis Martin院士点评：专注菌根共生数十年，从蘑菇采摘到基因组处理；Francis Martin团队揭示菌根真菌共生特征趋同进化的分子机制！ISME | 袁志林/Francis Martin团队揭示黑色素在根部内生真菌适应极端环境中的作用机制！）为共同通讯作者。该团队以荷伯生氏斜盖伞-杨树共生体系为模型，发现有机氮能促进根系发育和外生菌根的形成，而无机氮添加则打破了这种共生关系。
研究亮点
研究表明荷伯生氏斜盖伞更能高效利用有机氮，缺失编码硝酸盐转运蛋白编码基因。离体叶片和悬浮细胞测试进一步证实，在有机氮条件下，该真菌显著促进叶片生根和细胞增殖，而在无机氮条件下，接种后叶片出现褐化，特别是硝态氮培养条件下菌丝和发酵液提取物显著抑制悬浮细胞增殖，表明可能产生了某些毒性物质。比较基因组学分析发现该菌的植物细胞壁降解酶系统与已知共生真菌较为相似，表明其生活史可能从腐生逐渐过渡到共生。基因表达分析结果表明，有机氮条件，和植物细胞壁松弛相关的酶（如AA9, GH12等）表达水平较高，这对于建立哈蒂氏网共生结构至关重要，而在铵态氮条件下，真菌超量表达了降解果胶的酶，如GH28，这是病原真菌攻击植物的重要致病因子。在硝态氮条件，几乎全部植物细胞壁降解酶表达量处于较低水平。综上，本研究结合表型，生理，细胞组织水平，基因组学和转录组学等证据，揭示了树木-真菌共生的维持和打破机制，为加深理解森林土壤地下真菌网络响应氮沉降并提出合理的森林养分管理奠定理论基础和技术依据。
有机氮引发植物-荷伯生氏斜盖伞共生中的外菌根发育
有机氮喂养的荷伯生氏斜盖伞在离体叶片中引发不定根，并促进细胞悬浮液的生长
杨树-荷伯生氏斜盖伞共生中氮源类型介导的互惠共生-寄生转变示意图
文章来源：Ad植物微生物
