摘要：当植物遭遇致命枯萎病时，其根际土壤中竟暗藏着一场微生物界的“叛变革命”！南京农业大学沈其荣院士团队联合国际科研力量，在国际权威期刊《Microbiome》发表重磅研究，首次揭示镰刀菌枯萎病爆发的关键机制——五种特殊代谢物竟能操控微生物群落“确定性组装”，导致土
当植物遭遇致命枯萎病时，其根际土壤中竟暗藏着一场微生物界的“叛变革命”！南京农业大学沈其荣院士团队联合国际科研力量，在国际权威期刊《Microbiome》发表重磅研究，首次揭示镰刀菌枯萎病爆发的关键机制——五种特殊代谢物竟能操控微生物群落“确定性组装”，导致土壤自净能力崩溃。这一发现为全球农作物病害防控开辟全新路径！
镰刀菌枯萎病被称为农作物“癌症”，可导致西瓜、香蕉等经济作物大面积绝收。传统研究多聚焦于病原菌本身，但南京农大团队另辟蹊径，直击植物根际的微生物世界。科学家发现：健康植物根际的微生物群落如同“自由市场”，随机组合、动态平衡；而病害土壤却像被“编程”的机器，微生物组成高度趋同。这种差异背后，竟与植物自身释放的代谢物密切相关！
感病植物根际微生物群落变化
α-生育酚乙酸酯（植物抗逆信号分子）瓜氨酸（逆境响应标志物）半乳糖醇（糖代谢产物）十八烷基甘油（脂类衍生物）山嵛酸（长链脂肪酸）实验证实：当这些代谢物浓度达到1μM时，西瓜枯萎病发病率激增25%-38%，微生物群落多样性骤降，且群落组装过程从“随机组合”转变为“确定性编程”。
5种代谢物对病害发生的影响
研究首次揭示代谢物引发病害的两大路径：
1️⃣ 自净系统瘫痪：代谢物抑制了有益菌群（如慢生根瘤菌、链霉菌）降解自毒素的能力，导致土壤毒素积累。
2️⃣ 病原温床形成：代谢物促进另一类微生物（如厌氧粘细菌、噬菌弧菌）大量繁殖，加速小分子糖和有机酸代谢，为镰刀菌提供“营养快车”。
致病代谢物驱动微生物变化机制
论文通讯作者袁军教授表示：“这项研究像一把钥匙，打开了植物-微生物-环境互作的‘黑箱’。未来我们将进一步解析代谢物调控网络，让微生物从‘叛军’变‘护卫’，助力农业绿色可持续发展。”
论文信息
Wen et al. Specific metabolites drive the deterministic assembly of diseased rhizosphere microbiome through weakening microbial degradation of autotoxin. Microbiome (2022).
DOI: https://doi.org/10.1186/s40168-022-01375-z
来源：农科最前线
