植物根际菌群代谢介导的地上虫害防御机制及新型合生元开发

来自哪里的研究人员针对地上昆虫食草压力引发的植物健康问题，开展了根际微生物组与代谢物调控机制研究。团队发现虫害诱导的根际氨基酸富集可特异性招募有益假单胞菌属（Pseudomonas），并通过构建氨基酸（益生元）与假单胞菌（益生菌）组成的合生元，成功激活JA信号通路增强植物抗虫性，为农业绿色防控提供新策略。

　　

植物通过"求救信号"(cry for help)策略应对生物胁迫，但地上昆虫食草如何通过这种植物驱动反应影响根际微生物组的机制尚未明确。研究通过让甘蓝植株在相同土壤中连续五轮遭受地上虫害，发现经过多轮虫害条件化的土壤能使新种植的甘蓝对昆虫抗性显著提升。该现象归因于虫害条件化土壤中假单胞菌属(Pseudomonas)的富集——这些细菌可被虫害甘蓝根际高浓度的氨基酸选择性激活。值得注意的是，当施用由氨基酸（益生元）和假单胞菌（益生菌）组成的合生元(synbiotic)时，植物表现出最强的抗虫性。进一步机制研究表明，假单胞菌通过激活茉莉酸(jasmonate, JA)信号通路增强防御能力：在SA缺陷型拟南芥突变体中该通路可正常激活，但在JA缺陷型突变体中则失效，最终诱导出以芥子油苷(glucosinolates)为基础的抗虫防御体系。本研究揭示了地上虫害引发的植物地下"求救"响应机制，并据此开发出新型合生元制剂用于植物健康维护。