透過栽培實驗證實植物間透過菌絲網路進行碳傳輸：邁向解明真菌介導的「植物間能量分配」

## 透過栽培實驗證實植物間透過菌絲網路進行碳傳輸

千葉大學大學院教育學研究院的大和政秀教授與神戶大學大學院理學研究科的末次健司教授共同研究小組，透過新開發的栽培實驗系統，證實了龍膽科的短節龍膽（Gentiana zollingeri）能透過叢枝菌根（AM）真菌，從其他植物獲取碳化合物。本研究揭示的植物與真菌關係，有望為理解植物生長策略與植物多樣性的形成帶來新的視角。

本研究成果於2026年5月28日發表於國際學術期刊《Mycorrhiza》線上版。

### 研究背景
多數植物與稱為菌根真菌的真菌共生，將光合作用產生的碳化合物提供給菌根真菌，藉此從土壤中換取養分，建立共生關係。另一方面，在蘭科與杜鵑花科部分植物中，主要與擔子菌類共生者被稱為（部分）菌異營植物，它們失去了光合作用能力，生活完全依賴從菌根真菌獲取碳化合物。這類植物體內的共生擔子菌類傾向含有較光合作用植物更高的碳同位素13C，因此，透過檢測野外採集植物的碳同位素比（δ13C值），可推估其從真菌獲取的碳量。然而，與眾多植物共生的叢枝菌根（AM）真菌並不像擔子菌類那樣富含13C。因此，對於與AM真菌共生的（部分）菌異營植物，單憑野外採集樣本的δ13C值難以釐清其碳獲取狀況。本研究遂利用C4植物比C3植物含有更多13C的特性，將δ13C值的差異作為「標記」，透過栽培試驗驗證經由菌絲的植物間碳傳輸。

### 研究成果亮點
本研究製作了U型盆栽，使用30 μm的極細尼龍網將栽培C3或C4植物的區塊與栽培短節龍膽的區塊分開。此尼龍網可讓AM真菌菌絲通過，但阻隔植物根系，防止根部直接接觸。同時，U型結構亦降低了C4植物根部呼吸產生的富含13C二氧化碳對短節龍膽δ13C值造成的影響。在對C3植物與C4植物接種AM真菌並進行栽培後發現，與C4植物共栽培的個體，其δ13C值顯著高於與C3植物共栽培的個體。此外，在與C4植物共栽培的個體中，δ13C值越高（即接收到的碳化合物越多）的個體，生長越顯著。此結果證明碳化合物確實透過菌根真菌在植物間轉移，且此異營營養特性對短節龍膽的生長有所貢獻。

### 未來展望
本研究開發的U型盆栽栽培實驗系統，未來可用於驗證各種植物種間是否存在經由AM真菌進行的碳傳輸。若在多樣植物中皆能確認經由AM真菌的碳傳輸現象，則暗示地下菌絲網路不僅是養分吸收的路徑，更可能是植物間碳化合物流動的「能量分配」場所。此類植物與真菌的關係，有望為理解植物的生長策略、生態棲位，甚至植物多樣性的成因，提供嶄新的視角。