Aims Arbuscular mycorrhizal (AM) fungi associate with the majority of terrestrial plants, influencing their growth, nutrient uptake and defence chemistry. Consequently, AM fungi can significantly impact plant-herbivore interactions, yet surprisingly few studies have investigated how AM fungi affect plant responses to root herbivores. This study aimed to investigate how AM fungi affect plant tolerance mechanisms to belowground herbivory. Methods We examined how AM fungi affect plant ( Saccharum spp. hybrid) growth, nutrient dynamics and secondary chemistry (phenolics) in response to attack from a root-feeding insect ( Dermolepida albohirtum ). Results Root herbivory reduced root mass by almost 27%. In response, plants augmented investment in aboveground biomass by 25%, as well as increasing carbon concentrations. The AM fungi increased aboveground biomass, phosphorus and carbon. Meanwhile, root herbivory increased foliar phenolics by 31% in mycorrhizal plants, and increased arbuscular colonisation of roots by 75% overall. AM fungi also decreased herbivore performance, potentially via increasing root silicon concentrations. Conclusions Our results suggest that AM fungi may be able to augment plant tolerance to root herbivory via resource allocation aboveground and, at the same time, enhance plant root resistance by increasing root silicon. The ability of AM fungi to facilitate resource allocation aboveground in this way may be a more widespread strategy for plants to cope with belowground herbivory.

中文翻译：

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根系食草受丛枝菌根共生影响的地上资源分配

目标丛枝菌根 (AM) 真菌与大多数陆生植物有关，影响它们的生长、养分吸收和防御化学。因此，AM 真菌可以显着影响植物-食草动物的相互作用，但令人惊讶的是，很少有研究调查 AM 真菌如何影响植物对根食草动物的反应。本研究旨在研究 AM 真菌如何影响植物对地下食草动物的耐受机制。方法 我们研究了 AM 真菌如何影响植物（Saccharum spp. hybrid）的生长、营养动态和二级化学（酚类）以响应食根昆虫（Dermolepida albohirtum）的攻击。结果根食草减少了近 27% 的根质量。作为回应，植物对地上生物量的投资增加了 25%，并增加了碳浓度。AM 真菌增加了地上生物量、磷和碳。同时，根食草使菌根植物的叶酚类物质增加了 31%，并使根的丛枝定植总体增加了 75%。AM 真菌也降低了食草动物的性能，这可能是通过增加根硅浓度来实现的。结论 我们的研究结果表明，AM 真菌可能能够通过地上资源分配来增强植物对根系食草性的耐受性，同时通过增加根硅来增强植物根系抗性。AM 真菌以这种方式促进地上资源分配的能力可能是植物应对地下食草动物的更广泛策略。并且使根的丛枝定植总体增加了 75%。AM 真菌也降低了食草动物的性能，这可能是通过增加根硅浓度来实现的。结论 我们的研究结果表明，AM 真菌可能能够通过地上资源分配来增强植物对根系食草性的耐受性，同时通过增加根硅来增强植物根系抗性。AM 真菌以这种方式促进地上资源分配的能力可能是植物应对地下食草动物的更广泛策略。并且使根的丛枝定植总体增加了 75%。AM 真菌也降低了食草动物的性能，这可能是通过增加根硅浓度来实现的。结论 我们的研究结果表明，AM 真菌可能能够通过地上资源分配来增强植物对根系食草性的耐受性，同时通过增加根硅来增强植物根系抗性。AM 真菌以这种方式促进地上资源分配的能力可能是植物应对地下食草动物的更广泛策略。通过增加根硅来增强植物根系抗性。AM 真菌以这种方式促进地上资源分配的能力可能是植物应对地下食草动物的更广泛策略。通过增加根硅来增强植物根系抗性。AM 真菌以这种方式促进地上资源分配的能力可能是植物应对地下食草动物的更广泛策略。