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为探究土壤酵母挥发性有机化合物（VOCs）对植物根系的影响，研究人员以番茄为对象，发现 S. terrea 释放的 VOCs 可促侧根形成并调节根硝酸盐转运体，对农业生产意义重大。
在农业生产的大舞台上，植物的健康生长就像一场复杂的交响乐，而微生物在其中扮演着至关重要的角色。近年来，人们发现有益微生物能通过多种方式促进植物生长，其中，微生物释放的挥发性有机化合物（VOCs）逐渐成为研究热点。许多细菌和丝状真菌释放的 VOCs 已被证实具有促进植物生长的作用，比如在拟南芥和水稻等植物上都有显著效果。然而，土壤酵母释放的 VOCs 及其对植物生长的影响却鲜为人知。
在植物生长过程中，氮素是至关重要的营养元素。农作物常常面临氮素不足的问题，而提高植物对氮素的吸收效率就成为了农业生产中的关键难题。在这样的背景下，为了深入了解土壤酵母释放的 VOCs 在植物生长中所起的作用，尤其是它们对植物根系吸收氮素的影响，来自智利天主教大学（Pontificia Universidad Católica de Chile）的研究人员开展了一系列研究。他们的研究成果发表在《Plant and Soil》杂志上，为农业生产中提高氮素利用效率提供了新的思路和方法。
研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：首先，通过气相色谱 - 质谱联用（GC-MS）技术对土壤酵母 Solicoccozyma terrea YCPUC79 释放的 VOCs 进行分析鉴定。其次，采用植物生长实验，设置不同处理组，观察番茄幼苗在不同条件下的生长情况，包括测定侧根数量、主根长度和总根体积等指标。最后，利用基因表达分析技术，检测番茄根硝酸盐转运体相关基因（NRT1.1、NRT1.2、NRT2.1 和 NRT2.3）的表达水平。
下面来看看具体的研究结果：
- 酵母 VOCs 对植物生长的影响：研究人员将番茄幼苗暴露在 S. terrea YCPUC79 的 VOCs 环境中 5 天后发现，与未接触酵母接种物的番茄幼苗相比，暴露组的番茄幼苗侧根数量显著增加，主根长度有所缩短，但总根体积在各处理组中相似。这表明 S. terrea 释放的 VOCs 能够促进番茄幼苗侧根的形成。
- VOCs 成分分析：通过 GC-MS 分析，研究人员在四个处理组中总共鉴定出 181 种化合物。排除对照组中的化合物后，发现有 57 种化合物是由酵母或幼苗释放的。这些化合物被分为 11 个家族，其中醇类化合物数量最多，其次是烃类和酯类。而且，在处理组 TSt 中，有三种化合物（异丙醇、2 - 戊基呋喃和反式 - 1,3 - 戊二烯）是独一无二的。
- 特定 VOCs 对根生长的影响：在高氮供应条件下，异丙醇和反式 - 1,3 - 戊二烯能够促进根干生物量的积累，反式 - 1,3 - 戊二烯还能增加侧根数量，并伴随着根中吲哚乙酸（IAA）和乙烯浓度的显著增加。在低氮供应条件下，所有处理组都能增加根生物量积累和根总体积，但部分处理组中根 IAA 含量降低，而乙烯浓度增加。
- 特定 VOCs 对根硝酸盐转运体表达的影响：研究发现，暴露于挥发性化合物后，双亲和性根硝酸盐转运体 NRT1.1 的表达没有差异。然而，低亲和性转运体 NRT1.2 在低氮条件下，暴露于反式 - 1,3 - 戊二烯或 2 - 戊基呋喃与异丙醇等组合后，表达显著上调。高亲和性转运体 NRT2.1 在低氮条件下，暴露于 2 - 戊基呋喃单独或与异丙醇组合后表达上调。NRT2.3 的表达在低氮或高氮供应下呈现不同的响应，在不同处理下均有不同程度的上调。
综合研究结果和讨论部分，该研究首次揭示了土壤酵母 S. terrea 能够通过释放 VOCs 促进番茄侧根的形成，并且异丙醇、2 - 戊基呋喃和反式 - 1,3 - 戊二烯在低氮条件下能够调节根硝酸盐转运体的表达。这一发现为农业生产提供了新的生物刺激剂应用思路，有助于提高番茄作物的氮素利用效率，进而提高作物产量和品质。不过，该研究成果在其他作物上的适用性还需要进一步研究，同时，在温室或露天田间土壤条件下，S. terrea 与本土土壤微生物的相互作用，以及与土壤质地、有机质含量、pH 值、电导率和水分含量等土壤条件的相互关系也有待深入探索，这将为未来的农业生产实践提供更全面的理论支持。
