新研究为十字花科作物的根肿病防治提供新思路
根肿病是十字花科作物的头号土传病害，由芸薹根肿菌引发，可危害超3700种十字花科植物，严重影响作物产量与品质，成为农业生产中的一大难题。植物根系的微生物组是其生长发育和抗病抗逆的关键防线，当遭遇病原攻击时，植物会通过“求救效应”主动招募有益微生物抵御侵害。但病原菌究竟如何突破这一微生态防线，一直是科研领域的未解之谜。
近日，深圳理工大学未来农业研究院王正洪团队联合上海市农业科学院、复旦大学、南方科技大学等单位，在《微生物组》发表最新研究成果，揭示了芸薹根肿菌通过操纵宿主代谢精准抑制益生菌、进而促进自身侵染的微生态致病机制，为破解十字花科作物根肿病防治难题提供了新的科学思路。
研究团队以小白菜-根肿病原菌互作系统为研究模型，揭示了根肿病菌瓦解宿主根际防线的核心机制。
首先，他们对比分析了健康与患病小白菜植株的根系微生物组，发现病原菌侵染会导致植株根系微生物多样性显著下降、微生物间互作网络发生剧烈变化，根系微生物群落的失衡与根肿病发生发展密切相关。
随后，团队锁定了根瘤菌科、黄杆菌科、假诺卡氏菌科等为植物维持根系健康的关键微生物类群。其中，根瘤菌对根肿病的抑病率高达94%，是小白菜抵御根肿病的核心益生菌。
通过代谢谱分析发现，芸薹根肿菌侵染侵染会造成植物根系代谢紊乱，其中酚酸类代谢物的含量与根瘤菌科微生物的丰度呈显著负相关。体外共培养实验进一步证实，病原菌诱导植物产生的对香豆醛、桉叶素酸，能以剂量依赖的方式显著抑制根瘤菌的生长；同时，合成这两种酚酸的功能基因在发病植株的根系中表达量显著上调。
这一系列结果表明，病原菌可通过干扰植物自身代谢，使其产生针对益生菌的“毒素”，实现对有益微生物的精准打击。
最后，研究团队在盆栽中添加与发病根系同等浓度的香豆醛、桉叶素酸后，益生菌的抗病保护作用被严重削弱，进一步验证了芸薹根肿菌通过诱导植物合成特定酚酸类物质，精准抑制益生菌的生长繁殖，瓦解根系微生态防线，从而大幅提升自身的侵染成功率。
该研究揭示了芸薹根肿菌通过操纵宿主代谢实施“微生态斩首行动”的致病机制，不仅深化了科研界对植物、微生物、病原菌三者复杂互作关系及根系微生态平衡维持机制的理解，更为后续通过阻断病原菌的代谢干扰、稳固植物和益生菌的共生联盟来提升作物抗病能力，奠定了重要理论基础。
未来，研究团队将进一步解析病原菌诱导宿主代谢紊乱的深层机理，推动相关研究成果向农业生产应用转化，为十字花科作物根肿病的绿色、高效防治开辟新的技术路径。
相关论文信息：https://doi.org/10.1186/s40168-026-02349-1
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