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  在看似幽静的土壤下，植物正经过一个奥妙的交际网络“交头接耳”。当一株西红柿被病原菌侵染时，它并非单枪匹马，而是经过地下真菌构成的“互联网”向“街坊”宣布警报，触发一系列连锁反应，协助整个植物社区增强抵抗力。

  这不是科幻小说，而是南京农业大学教授韦中与东北农业大学研讨员周新刚联手提示的天然奥妙。他们发现，丛枝菌根真菌构成的菌根网络能够传递茉莉酸防护信号，改动受体植物根系分泌物的组成，然后招募有利微生物增强抗病性。

  这项近来发表于《细胞-宿主和微生物》的效果，初次完好解析了菌根网络介导的植物间互作机制，深化了人们对植物间互作的了解，为绿色农业的展开供给了新思路。

  “菌根网络这个概念现已提出几十年了。并且，2013年有研讨发现，植物经过菌根网络相连后，一株受病原损害的植物能将抗性信号传递给附近植株，但信号物质是什么一向不清楚。”周新刚告知《我国科学报》，前期研讨调查到相似“植物疫苗”的现象，即受损害植物经过地下网络使健康植物发生防护反应，但是其背面的化学信号机制一直成谜。

  周新刚与韦中的协作源于一起的研讨爱好——土壤-植物体系健康。2018年，有研讨提出植物受病原侵染后能自动从根际招募有利微生物，他们就考虑“经过菌根网络相连的另一株植物，是否也能取得这种招募才能”。这一疑问成为研讨的起点。

  菌根网络由丛枝菌根真菌构成，这类真菌能经过菌丝衔接不同植物根系，充任植物间信息沟通的途径。但是，生态学调查与植物生理机制的分裂，使得信号物质的判定停滞不前。

  “现象是生态学的，化合物是植物生理学的，或许正是由于这种差异，两者未能有用结合起来。”周新刚坦言，“咱们研讨的一个立异之处，正是找到了要害信号化合物——茉莉酸。”

  实验设计是研讨的要害。团队选用双室根箱体系这一经典办法，将西红柿植株分置两室，中心用仅答应菌丝经过的尼龙网离隔，发明了一个抱负的研讨环境。两株植物之间只能够经过菌根网络进行“沟通”，排除了其他搅扰要素，然后仿照了天然条件下菌根网络的构成。

  “菌根网络的存在方式是极细的菌丝能穿过必定孔径的网，而根系不能。”韦中解说说，“这样就能确保两株植物间只要菌丝衔接，排除了根系非直接触摸的搅扰。”

  论文一起榜首作者、东北农业大学博士生张鲜红介绍，当供体植物被灰霉病菌侵染后，与之经过菌根网络相连的受体植物的叶片病斑面积明显减小，显现出更强的抗病性。随后，团队经过多组学剖析提示了信号传递链条。

  转录组测序显现，受体植物中茉莉酸信号通路被激活；高效液相色谱-质谱检测证明，受体植物根系中茉莉酸及活性衍生物JA-Ile含量添加。“这说明茉莉酸或许参加了信号传递。”周新刚说，进一步实验证明，茉莉酸是必需的信号。

  最要害的依据来自安稳同位素符号——在受侵染供体叶片施加氘符号的茉莉酸，随后在受体根系中被检测到。“这直接证明了菌根网络能够搬运茉莉酸。”韦中着重，“但茉莉酸或许不是仅有信号，还有其他物质或电信号参加，咱们现在只证明了茉莉酸的效果。”

  信号传递后，受体植物怎么呼应？团队发现，其根系分泌物组成改动，如L-谷氨酸、核黄素等化合物添加，能促进特定有利菌——链霉菌和游动放线菌的生长和根际定殖。

  盆栽实验中，这些细菌能够激活植物防护基因，增强抗病性。“受体植物经过改动分泌物招募微生物援军，提早设防。”周新刚形象地比方道。

  研讨效果不只提示了天然奥妙，更具有宽广的运用远景。当谈到未来价值时，韦中表明：“咱们估测，联合接种构成菌根网络的真菌和特定有利细菌，如链霉菌，或可作为一种生物防治战略，削减农作物对化学农药的依靠。”

  该团队发现，茉莉酸甲酯处理能仿照菌根网络介导的互作效应，激活植物茉莉酸通路，改动根际微生物组，富集有利菌。这提示，在农业中施用相似信号物质或直接引进有利微生物，可增强作物抗性。

  对此，韦中提出了“根际益生元”概念，即经过分泌物调控植物根际的益生菌。基于此，能够开发相似于肠道“合生元”的产品，用于田间出产。

  该研讨初次勾勒出菌根网络介导抑病微生物组安装的较完好途径：从病原侵染到供体植物发生茉莉酸，菌根网络传递茉莉酸，再到受体植物改动分泌物，招募有利微生物，然后增强抗性。这为了解植物-微生物互作供给了新视角，证明植物群落可经过地下网络完成“集体免疫”。

  未来，该团队将深化探究其他潜在信号物质及不同植物间的互作。“天然生态中，土壤微生物介导的植物‘交际’远杂乱于实验室，解密这些关系为可继续农业打开了新窗口。”韦中说。（记者 李晨）

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