森林植物幼苗外生菌根真菌抗（耐）铝毒害生理的研究一直是当前农林领域和生物学科研究的热点科学问题，但当前主要是在林木菌根化之后的生长、养分吸收和其他生理指标的变化方面有所进展，外生菌根真菌纯培养条件下抗（耐）铝生理以及植物适应铝胁迫的细胞学和分子生物学机制的研究较为少见，特别是对于土壤—根系—外生菌根真菌协同作用方面的系统研究极为缺乏，为了更好地利用外生菌根真菌来提高森林植物幼苗的抗（耐）铝毒害能力，特别是能够有效地解决外生菌根真菌对森林植物幼苗铝毒害及其防控的科学问题，具有重要科学价值和现实意义。为此，贵州省植物园刘海燕研究员科研团队，针对马尾松菌根化幼苗的培育生理与幼苗生长关系、外生菌根真菌在酸铝复合作用下的营养作用机制、菌根化幼苗对酸铝胁迫的抗性响应机理等三个科学问题开展了专题研究。

研究项目接种5～6种外生菌根真菌浸染马尾松幼苗，采用不同酸性土壤条件下不同铝浓度胁迫处理，通过对根系和菌根化苗木的形态特征和生理响应指标检测及其变化规律的研究，探讨了马尾松菌根化幼苗对铝毒害的响应机理，研究了接种褐环乳牛肝菌Suillus luteus(SL)马尾松幼苗与未接种马尾松幼苗的铝胁迫生理响应，比较了它们的生长参数和转录组，检测出SL诱导的马尾松抗（耐）酸铝毒害候选基因。研究结果表明（如图所示）：与未接种苗相比，SL接种马尾松幼苗生长性能提高，抗氧化酶活性增强，丙二醛积累减少，具有显著抗逆能力。转录组测序进一步支持了这些发现，即经过与未接种的植物相比（2140个基因），很少有基因（51个基因）在SL接种的植物中发生转录改变。研究鉴定了三个核心基因（cox1、cox3和Nd1），它们在SL接种的马尾松植株中被铝强烈上调，而在未接种的植株中则下调，SL接种诱导了关键的应激反应途径的启动，并触发了能够有效缓解马尾松幼苗酸铝毒害胁迫效应的特异基因。

同时也鉴定了42个在铝胁迫下由SL接种的植物特异调控基因，这些基因的功能作用涉及抗氧化反应、转运蛋白、激素信号转导和植物病原菌侵染反应等一系列生物学过程。该研究成果所获得的候选基因资源对植物抗酸铝毒害的功能鉴定及有关分子生物学研究具有重要意义。

上述研究成果以“Identification of candidate genes conferring tolerance to Aluminum stress inPinus massonianainoculated with ectomycorrhizal fungus”为题发表在国际著名期刊BMC Plant Biology（植物生物学二区，IF 3.497）上。该研究工作得到了国家重点研发计划项目（2017YFD06003002）和贵州省科学技术基金（黔科合基础[2016]1144）项目的资助。