摘要：随着全球气候变暖，农作物面临的威胁日益加剧——高温不仅助长土壤中病原真菌的肆虐，还可能引发粮食减产危机。然而，中国科学家近期在《Microbiological Research》发表的一项突破性研究发现，作物竟能通过“化学信号”主动招募土壤中的益生菌来对抗真菌
随着全球气候变暖，农作物面临的威胁日益加剧——高温不仅助长土壤中病原真菌的肆虐，还可能引发粮食减产危机。然而，中国科学家近期在《Microbiological Research》发表的一项突破性研究发现，作物竟能通过“化学信号”主动招募土壤中的益生菌来对抗真菌入侵！这一发现为应对气候变化下的农业挑战提供了全新思路。
研究团队在山东潍坊的温室蔬菜土壤中发现，以尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）为代表的病原真菌在高温环境下生物量和毒性显著增强。这类真菌可引发枯萎病，导致黄瓜、番茄、辣椒等作物减产甚至绝收。更严峻的是，模拟实验显示，当温度从20℃升至40℃时，真菌数量增长近5倍（图3B），印证了气候变暖将加剧植物病害的预测。
生防菌和病原真菌
面对威胁，作物并非坐以待毙。通过水培番茄实验，科学家首次捕捉到植物在高温下的“智慧反击”：
招募盟友：高温刺激番茄根系分泌更多苹果酸等物质（图4A），显著促进益生菌Bacillus siamensis（芽孢杆菌）的生长（图5A）。激活武器库：根分泌物还能激活芽孢杆菌的抗菌基因（如iturA），使其分泌伊枯草菌素等抗生素（图5B），抑制真菌活性。生防菌对病原菌的抑制作用
双赢合作：芽孢杆菌同时增产植物生长激素IAA（图5C），帮助作物抵御高温胁迫。在生姜盆栽实验中，添加芽孢杆菌的土壤即使升温至35℃，病原真菌数量仍比对照组降低40%（图3B），植株生长状态明显改善（图3C）。这表明，作物通过调控根分泌物与益生菌建立的“攻守同盟”，能有效缓冲气候变暖与病原菌的双重压力。
根系分泌物对病原菌和生防菌的影响
从“被动受害”到“主动防御”，作物的生存智慧令人惊叹！中国科学家的这项发现，不仅为对抗全球变暖下的农业危机点燃希望，更启示我们：善待土壤微生物，或许是人类与自然协同共生的关键密钥。
相关论文：Feng F, et al. (2025). Microbiological Research. DOI:10.1016/j.micres.2025.128113
关键词：气候变暖、根分泌物、芽孢杆菌、尖孢镰刀菌、可持续农业
来源：农科最前线一点号