摘要：植物为抵御病菌和害虫，会分泌大量植物次生代谢物（PSMs）（如硫苷、苯并恶唑啉酮等），传统观点认为它们是单纯的“防御武器”。但最新研究发现，植物叶片和根际的微生物能“改造”这些化学物质，甚至将其转化为共生信号或生态调节工具，彻底改变PSMs的生态角色！
植物为抵御病菌和害虫，会分泌大量植物次生代谢物（PSMs）（如硫苷、苯并恶唑啉酮等），传统观点认为它们是单纯的“防御武器”。但最新研究发现，植物叶片和根际的微生物能“改造”这些化学物质，甚至将其转化为共生信号或生态调节工具，彻底改变PSMs的生态角色！
“益生菌-植物”组合
防御 vs 招募：同一PSMs为何既能驱赶病原菌，又能吸引有益菌？微生物如何“魔改”PSMs：它们通过哪些分子手段改变PSMs的功能？生态级联效应：微生物对PSMs的改造如何影响整个生态系统（如昆虫行为、植物健康）？微生物如何修改植物专用代谢物（PSMs），并进而影响植物的生态互动，特别是在微生物群落的动态变化、植物健康和环境互动方面？
论文通过整合全球前沿成果，揭示微生物改造PSMs的三大“黑科技”：
降解（分子剪刀）：如细菌用SaxA酶水解硫苷毒素，使其失活（图2a）。修饰（化学画笔）：如根际细菌将三萜化合物氧化为新型信号分子（图2b）。扩展（分子乐高）：微生物将PSMs与自身代谢物结合，创造新功能化合物（图2c）。技术突破：空间组学（如FISH+MALDI成像）首次在叶片上定位PSMs与微生物的互动位点（见Box 1）。
防御武器变“糖衣炮弹”硫苷毒素可被特定细菌降解为碳源，吸引益生菌定殖叶片（如拟南芥叶片菌群）。
植物毒素MBOA经微生物改造后，竟能激活邻近植物的抗病能力！
微生物操控植物“社交圈”柑橘病原菌篡改植物挥发物，吸引蚜虫传播自身（“间谍行为”）。
葡萄共生酵母改造果香，诱导蛾类产卵实现种子传播。
跨物种同盟鸟类肠道细菌解毒植物种子毒素，助其发芽——形成“植物-鸟-菌”三方共生链！
精准农业：设计“益生菌-植物”组合：接种特定菌株定向改造PSMs，增强抗病/抗逆能力。开发微生物肥料：利用PSMs降解菌提升土壤养分循环（如大豆根际菌群）。生态修复：改造植物挥发物吸引益虫，替代农药控制虫害。医药开发：人体肠道菌对西兰花硫苷的转化已被证实抗癌，未来或可设计“植物-菌群”功能性食品。作者展望：“植物与微生物是命运共同体，理解它们的化学对话，将帮助我们重建更智慧的农业生态系统。”
——德国耶拿大学团队，《新植物学家》2025
此文以“破解自然密码”为主线，将专业研究转化为公众可感知的生态故事，突出微生物在农业与生态中的“隐形工程师”角色。
来源：农科最前线一点号