摘要：疫霉菌（Phytophthora）是导致马铃薯疫病、烟草黑胫病（Tobacco black shank）等流行性和毁灭性病害的常见病原菌，存在毁灭性强、防治难度大等突出问题。针对烟草疫霉（Phytophthora nicotianae）引起的烟草黑胫病以根部和

疫霉菌（Phytophthora）是导致马铃薯疫病、烟草黑胫病（Tobacco black shank）等流行性和毁灭性病害的常见病原菌，存在毁灭性强、防治难度大等突出问题。针对烟草疫霉（Phytophthora nicotianae）引起的烟草黑胫病以根部和茎基部侵染为主的特点，从根系分泌物角度提出新颖的生物防治策略十分必要。植物根系就像一个“化工厂”，源源不断地分泌着初级和次级代谢物，这些代谢物在植物与周围环境的互动中扮演着关键角色，既是植物抵御土壤病原体的“直接武器”，也是激活与根际微生物协作的“信号分子”。深入研究根系分泌物与植物、病原以及根际微生物的复杂关系，不仅能丰富我们对植物抗病机制的理解，更有望为利用根际微生态调控防治植物病害开辟新道路。

近日，中国农业科学院烟草研究所取得了重大研究成果，相关论文“A tale for two roles: Root-secreted methyl ferulate inhibits P. nicotianae and enriches the rhizosphere Bacillus against black shank disease in tobacco”发表于权威期刊Microbiome（影响因子13.8）杂志。该研究聚焦于根系分泌物4-羟基-3-甲氧基肉桂酸甲酯（又名阿魏酸甲酯），深入探究了其在直接防御病原菌和招募有益微生物方面，发挥“一箭双雕“的作用，对烟草疫霉的影响以及在植物与土壤微生物互作中的作用机制。

根系分泌物作为化学信号分子，调控根际相互作用并控制土传病害。植物与土壤微生物群落之间的相互作用在调节植物对生物胁迫的抗性方面发挥着动态而关键的作用。研究发现，烟草抗、感病品种间根分泌物代谢物存在显著差异。抗病品种革新3号在接种烟草疫霉后，分泌的4-羟基-3-甲氧基肉桂酸甲酯量明显高于感病品种小黄金1025。4-羟基-3-甲氧基肉桂酸甲酯增强烟草对黑胫病抗性的途径主要有两条：一是直接作用于烟草疫霉，通过破坏NADH脱氢酶的功能，减少ATP合成，促进自噬，从而抑制烟草疫霉的生长；二是通过招募有抑菌功能的有益微生物，间接地抑制病原菌。进一步研究还表明，将4-羟基-3-甲氧基肉桂酸甲酯直接施用于土壤，或使烟草中其生物合成相关基因NtCOMT10过表达，都能显著提高烟草植株的抑病效果，降低土壤病原菌的丰度、提高有益微生物的丰度。

该研究全面阐明了根系分泌物4-羟基-3-甲氧基肉桂酸甲酯通过直接抑制病原菌和间接利用微生物编码功能防控土传真菌病害新机制，为生物花型防治的有效结合提供了全新的视角和方向。另外，4-羟基-3-甲氧基肉桂酸甲酯成熟的化学合成体系、原位分离的有益功能菌株为功能产品的开发奠定了坚实的基础，该成果不仅是烟草种植领域的重大突破，更为整个植物病害防治领域注入了新的活力。相信在科研人员的不懈努力下，未来将有更多基于根际微生态调控的创新防治方法应用于农业生产，守护作物健康，保障粮食安全。

中国农业科学院烟草研究所副研究员马斯琦、博士生陈芊如为文章的共同第一作者，中国农业科学院烟草研究所滨海盐碱地生物资源评价利用团队首席科学家李义强研究员，及张成省研究员、荆常亮副研究员为共同通讯作者。该研究得到了中国农业科学院科技创新计划项目、中国农科院重大任务项目、青岛市科技惠民项目和国家自然科学基金的资助。

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（注：本研究团队长期从事植物逆境、植物微生物互作研究，期待相关领域博士后参与，共同开展合作研究。联系方式：masiqi@caas.cn）

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来源：科学的纸飞机