植物在生长和繁殖过程中，受到诸如病原体感染等各种生物和非生物胁迫的威胁。根系分泌物是植物塑造根系菌群的关键信号，包含促进微生物生长和定殖的底物，同时通过抗菌化合物限制易感微生物的生长。越来越多的研究关注植物在根际释放“呼救”信号以对抗病原体。因此，探索健康植物微生物群落在枯萎病暴发期间的变化和根系分泌物的关系，是揭示植物健康生长机制的一条有前景的途径。
近日，宁波大学农产品质量安全危害因子与风险防控国家重点实验室微生物生态与土壤健康团队葛体达等在《农业、生态系统与环境（Agriculture, Ecosystems & Environment）》上发表了题为“Root exudate-mediated plant–microbiome interactions determine plant health during disease infection”的文章，揭示了西瓜感病期间根系分泌物介导的植物微生物互作是决定植物健康的微生物生态机制。
在这项工作中，研究小组综合运用微生物组学、代谢组学结合土壤养分分析技术，发现与病原体积累期和染病植物相比，健康植物根-土壤系统中的尖孢镰刀菌密度最低（为病原体积累期植物和染病植物的0.74-0.84倍）。同时对土壤养分进行分析发现在枯萎病爆发期间根系释放的大量有机碳可能导致土壤氮的相对不足，削弱了植物的抗病机制。
研究还发现在积累期和爆发期之间，健康的植物分泌更多的棕榈酸，富集更多的固氮细菌，缓解土壤氮缺乏，增强养分吸收，并增强对病原体的抗性。健康植物抵抗病原菌入侵的本质原因可能是其氨基酸代谢途径显著下调，导致氨基酸分泌减少，次生代谢产物产量增加，从而降低了病原定殖。
这项研究为根系分泌物在病原感染过程中如何影响植物-微生物群相互作用提供了新证据，突显了平衡的根系分泌物和相关的“健康生物功能群”在促进植物健康生长中的关键作用。
宁波大学植物病毒学研究所博士研究生童瑶瑶为论文第一作者，葛体达为论文通讯作者。该项研究得到了浙江省“三农九方”农业科技协作计划项目（2022SNJF024）和宁波市重大科技攻关暨“揭榜挂帅”项目（2021Z047; 2021S013）等项目的资助。
全文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167880924001749
