丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)与植物形成的互惠共生是陆地生态系统中分布最为广泛、功能最为重要的种间关系之一,但这种共生关系如何在长期的进化过程中得以维系依然是生态学和进化生物学界的未解之谜。自然界中的其它共生关系,大多可以通过伙伴选择(partner choice)或宿主惩罚(host sanction)的机制来维持,但AMF与植物之间并不具备前期选择或后期惩罚的能力。为了探索植物-AMF共生关系维持的新机制,我们通过分根装置和同位素示踪,验证了宿主植物可以有倾向性地给有益菌种分配更多的碳水化合物,从而降低非有益菌种的竞争优势,维系多种AMF在同一植物根系的共存。同时,通过改变土壤中的养分含量、植物的光照强度、植物-AMF的不同组合等一系列控制实验以及模式模拟,我们发现植物的碳优先分配程度有着明显的环境依赖性。在特定的环境,比如低磷土壤或高光照条件下,植物对土壤养分的需求升高,对有益AMF的碳优先分配程度会增强;反之,在富磷土壤或低光照条件下,植物的养分需求降低,碳优先分配程度会下降。作为植物-菌根真菌共生关系维持的一个新机制,植物的碳优先分配及其环境依赖性不仅可以解释不同AMF种类在特定空间的共存,也有助于解释植物-AMF共生关系在区域尺度上异质环境中的动态平衡和长期维系。