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微生物群落的组成和功能塑造了土壤有机碳（SOC）的积累速率和其滞留时间。植物共生丛枝菌根真菌（AMF）是新固定SOC的潜在来源，通过交换土壤养分来获取植物光合C。虽然植物光合产物中4-20％的C被分配给AMF，但并非所有这些C都会积累为SOC。在某些情况下，送往AMF的光合产物可能会刺激微生物分解，导致由于激发效应而引起SOC损失。与此同时，如果AMF增强土壤团聚作用，保护SOC免受矿化作用，那么SOC可能会增加。AMF的孢子、菌丝外泌物和根外死亡菌丝（即死体）也可能直接增加 SOC积累，但这些直接输入能否抵消由于加速分解速率而引起的SOC损失尚未解决。这凸显了AMF在土壤中碳循环中的复杂作用，并需要进一步研究来全面理解涉及的机制。
针对上述问题，加拿大麦吉尔大学Caitlyn C. A. Horsch等研究人员，使用代表在家族水平上保留的不同特征的AMF群落种植苏丹草：竞争者来自Gigasporaceae家族，短命者来自Glomeraceae家族，或者两个家族的组合。研究人员用13C-CO2标记苏丹草，以评估AMF对SOC的贡献，对SOC激发效应的影响以及MAOC中真菌生物量的持久性。相关研究成果以“Trait-based assembly of arbuscular mycorrhizal fungal communities determines soil carbon formation and retention”为题，发表在权威学术期刊《New Phytologist》上。
研究人员进行了一个温室实验，研究了系统发育上不同或混合的AMF群落对SOC形成和作为更持久的MAOC积累的影响。研究人员种植了（苏丹草）并施加了四种完全随机的AMF群落处理：包括5个物种的Gigasporaceae（Giga）；4个Glomeraceae和1个Claroideoglomeraceae物种的Glomeraceae（Glom）；所有10个AMF物种的混合（混合）；或者灭菌接种剂（对照）。每个处理重复九次，总共36个盆栽。所有处理中的苏丹草都暴露于13C-CO2，以13C同位素标记AMF对土壤的C输入。该研究在具有独立根系和菌丝隔室的树状盆中进行，使能够将菌丝C与根C分离。
为了确定每种处理中新的AMF C的数量，研究人员使用了13C脉冲标记方法，将苏丹草暴露于13C标记的CO2中。将花盆密封在一个密闭的室内，并每周连续4-6个小时暴露于约33%的13C-CO2中，持续12周。选择4-6个小时的标记时间是为了获得约5%的AMF中的13C富集度。使用LI-830（Li-Cor）监测室内CO2浓度。当光合作用导致室内CO2浓度降至340-370 ppm时，向室内加入13C-CO2，将CO2浓度提高到460 ppm。移栽后的第89天，对土壤和植物进行了采样。
AMF群落根系寄生率
在所有的AMF处理中观察到了菌根真菌的根部寄生，并且在无菌对照中没有发现污染的证据。不同处理的AMF根部寄生率各不相同，混合群落的植物被寄生的程度*高（75%），其次是Glomeraceae群落（68%寄生率）和Gigasporaceae群落（61%寄生率）。
在苏丹草收获时，AMF减少了总土壤碳含量，其中Glomeraceae和Gigasporaceae群落分别使土壤碳减少了15%和14%，与对照相比。然而，对于混合群落减少土壤碳的证据较弱（P = 0.057）。尽管总土壤碳减少，但AMF对土壤中的总矿物关联有机碳（MAOC）含量比例以及土壤碳中的MAOC含量均没有影响。
在苏丹草收获后立即进行的实验中，检测到所有AMF群落的菌丝隔室土壤中13C的富集，与种植的非菌根对照土壤相比。平均13C富集（δ13C）为-21.0（AMF）和-25.1（对照），略高于起始土壤富集值-25.8。
所有AMF群落都向总土壤碳中添加了可检测到的AMF碳，平均贡献了2.5 mg g-1的AMF C（SOC的0.25%）。在AMF群落之间没有证据表明土壤碳贡献存在差异。然而，出现了一种趋势，Glomeraceae对总碳贡献了*多的真菌C，而Gigasporaceae对总碳贡献*少，分别比种植的非菌根对照多贡献了4.8倍和3.0倍的碳。由于AMF根系共生导致总碳浓度下降，这些来自AMF的C输入暗示总土壤碳的损失与非AMF碳有关。
研究了植物收获后和土壤培养1个月后，通过提供腐生分解时间，累积的MAOC中真菌C的数量。在收获时，相对于非菌根控制组，具有AMF根际共生的土壤中的真菌衍生MAOC总体上更多，无论是作为土壤的一部分还是作为总土壤C的一部分进行计算。然而，这个效应是由Glomeraceae群落驱动的，它是唯一在收获时相比于非菌根控制组添加可检测到的真菌衍生MAOC（1.5 mg MAOC g−1 soil C）的AMF群落。
培养对于AMF群落内的真菌衍生MAOC与总C或总MAOC的数量和比例没有影响。然而，培养显示了两个比较之间的非显著对立趋势，即在经过1个月后，真菌MAOC在总MAOC中呈下降趋势，而真菌MAOC在总C中呈上升趋势。
研究人员从三个AMF群落中检测了菌丝生物量的化学成分，以探索菌丝化学成分是否能解释我们观察到的AMF群落对MAOC的影响的差异。使用PCoA可视化和Bray-Curtis距离，没有观察到基于菌丝化合物化学成分（如脂质、多糖）的群落聚类现象（P = 0.29）。
当针对特定化合物类别比较各个群落的菌丝时，只有脂质相对丰度在不同群落之间存在差异。相对于Gigasporaceae群落（1.7%脂质），混合群落（5.8%脂质）和Glomeraceae群落（2.3%脂质）具有更高的脂质丰度（P < 0.05）。在各个群落中，多糖和蛋白质分别占43-64%和2.1-4.9%，但重复实验中的高变异性导致群落效应不显著。
所有的群落相对于无菌对照组都增加了植物的磷吸收量，但各个群落之间的数量有所不同。相对于对照组，混合群落和Glomeraceae群落分别使植物的磷吸收量增加了9.2倍和8.7倍。同样，地上生物量相对于未共生情况下增加了约1.5倍，但仅对混合群落和Glomeraceae群落适用。我们观察到植物磷吸收与所有AMF的碳池呈正相关（P<0.05）。*强的相关性是植物磷吸收与土壤中的真菌C之间的关系（P=8.1×10^-5），其次是收获后土壤中的真菌MAOC与植物磷吸收之间的关系（P=1.5×10^-4）。磷吸收与土壤C和MAOC之间的关系似乎按照AMF群落进行了聚类，Glomeraceae群落和混合群落位于相关性的较高端。
研究人员对基于特征的AMF组装群落对SOC循环的差异影响进行了研究。虽然AMF菌丝C迅速促进了真菌SOC的形成，但它对于抵消AMF启动效应引起的总SOC损失是不足的。然而，更持久的MAOC池对AMF启动效应没有影响。真菌衍生的MAOC积累与群落相关，*初仅涉及野生型的Glomeraceae群落，经过分解期后涉及混合家族群落。这种群落相关的真菌MAOC积累与植物磷吸收强烈相关，研究人员假设这增强了Glomeraceae物种的系统发育保守性更快生长，进而促进了MAOC的形成。AMF群落对MAOC的贡献的变异性表明AMF群落特征可以不同程度地改变SOC的循环和保留。影响AMF磷获取的因素，如植物根系发育、土壤磷素可利用性或家族间的生态位互补性，可能进一步改变与AMF输入相关的MAOC的形成。考虑到环境选择压力（例如干扰、植物群落、养分可用性）可能影响AMF家族的丰度，这项研究为了解家族水平特征选择如何影响SOC的积累和损失提供了见解。
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