丛枝菌根（AM）真菌是土壤中广泛存在的一类共生真菌，能与绝大多数高等植物形成菌根共生体。很多研究表明AM在植物适应砷（As）污染胁迫方面具有重要作用，在砷污染土壤的植物修复及生态恢复中具有潜在应用价值。然而，关于AM增强植物砷抗性的生理机制研究仍比较匮乏。本论文证实了AM共生体在砷的吸收、积累以及形态转化方面的积极作用，揭示了AM增强植物砷抗性的生理机制。论文的主要研究内容及结论如下：

（1）通过土培试验模拟研究了外源添加As、Fe的条件下，接种AM真菌（Rhizophagus irregularis）对水稻（Oryza sativa）根表铁膜形成以及水稻砷累积的影响。结果表明，根表铁膜能够吸附大量的P和As。砷的添加显著增加了水稻根表铁膜厚度，而接种AM真菌抑制了水稻铁膜的形成。AM真菌的侵染改善了水稻的磷营养状况，降低了水稻地上部砷浓度而提高了其根系的砷浓度；加Fe抑制了砷暴露下菌根化水稻对砷的吸收，接种AM真菌与施加Fe的共同作用对于降低水稻地上部砷浓度效果最为明显。本试验表明，AM与外源添加Fe对水稻地上部砷积累具有显著的抑制作用，这为指导在高砷背景值土壤中种植粮食作物并保障食品安全提供了一条可供选择的技术途径。

（2）通过土培试验模拟研究了在土壤不同程度砷污染条件下，接种AM真菌（Rhizophagus irregularis）对紫花苜蓿（Medicago sativa）砷耐性的影响。结果表明，高浓度砷抑制了植物生长和菌根侵染。接种AM真菌促进了紫花苜蓿的生长、改善了植物磷营养状况、降低了植物体内砷浓度，但对植物吸收的砷总量无明显影响。接种处理显著提高了根系磷转运蛋白基因MsPT4的表达，而高浓度砷添加使该基因表达量下调。菌根侵染显著提高了高浓度砷暴露时根系金属硫蛋白基因MsMT2的表达，并提高了植物砷浓度的根冠比。砷形态分析发现，三价砷是植物体内砷的主要形态，且只在菌根植物地上部检测到了二甲基砷的存在，说明AM真菌很可能参与了无机砷的甲基化过程从而降低了植物体内的砷毒性。此外，随着土壤砷浓度的升高，土壤中球囊霉素含量并未随菌丝密度的降低而减少，这可能是因为砷添加刺激了根外菌丝分泌更多的球囊霉素以响应砷胁迫。（3）利用AM真菌（Rhizophagus irregularis）与Ri T-DNA转化胡萝卜（Daucus carota）根双重无菌培养体系，在无外源微生物干扰的条件下研究了菌根共生体的砷甲基化和挥发能力以及亚砷酸盐甲基转移酶基因RiarsM在砷甲基化过程中的作用。结果表明，RiarsM能够被砷酸盐强烈诱导表达，尤其在300 μmol/L砷酸盐处理8 h时表达量最高；同时在该浓度砷酸盐处理36 h及72 h的菌根共生体挥发出的气体中检测到了三甲基砷（TMAs）和二甲基砷（DMAsH）。此外，我们在其他处理的液体培养基和AM共生体中同样检测到了有机态的一甲基砷酸（MMA）和二甲基砷酸（DMA）。以上结果说明，AM真菌的确具有砷甲基化和挥发的能力，在这一过程中RiarsM基因发挥了重要的作用。

      论文揭示了AM真菌对砷在植物-土壤-大气系统中迁移转化中的作用，阐明了AM通过改善植物磷营养、影响砷在植物体内的分配以及生物甲基化和挥发作用，从而缓解植物砷毒害的机制，为AM真菌应用于砷污染土壤的生态修复提供了一定的理论依据。