中国农科院新突破：根系分泌物 + 有益菌，搞定土传枯萎病

近日，中国农业科学院生物技术研究所联合国内高校，系统揭示了病原菌入侵后根际微生物组的稳定变化规律，并阐明了根系分泌物生育酚促进有益黄杆菌富集机制。相关研究成果发表在国际知名期刊《自然 - 通讯》。

由镰刀菌引起的土传枯萎病被称为农业生产的 “植物癌症”，致病机理复杂，是全球性的农业难题。这种病害多在作物开花结果期发作，会导致植株叶片萎蔫、变黄枯死，严重影响作物产量和品质，且传统防治手段效果有限，还容易造成环境污染。

该研究发现，当病原菌入侵时，患病植株根系分泌物中的生育酚含量会显著上升，这种物质能够有效促进根际有益黄杆菌的生长。进一步的实验表明，生育酚与黄杆菌联合使用可显著降低番茄枯萎病的发病指数，同时还能提升根际黄杆菌的丰度，增强根际微生物群落的抗病能力。

黄杆菌扫描电子显微照片（图片来源：图虫创意）

为了完成这项研究，科研团队使用了多种专业仪器来实现精准的检测与分析：

1. 根际微生物组分析：使用牛津纳米孔长读长测序平台对根际微生物的全长 16S rRNA 基因进行测序，解析微生物群落的结构与变化；同时借助荧光原位杂交（FISH）技术，通过专业荧光扫描设备对根际微生物进行原位定位分析，最大程度保留了根际微环境中微生物的真实群落结构与分布情况；还使用人工气候培养箱来精准控制植物生长的温度、湿度等环境条件，模拟不同的生长场景。

2. 根系分泌物检测：使用植物根系分泌物自动提取系统收集根系分泌物，确保样本的完整性；随后采用高效液相色谱质谱联用仪（LC-MS）、气相色谱质谱联用仪（GC-MS）对分泌物中的生育酚进行定性定量分析，精准测定生育酚的含量变化。

3. 黄杆菌丰度与鉴定：使用实时荧光定量 PCR 仪（qPCR）结合黄杆菌通用探针法试剂盒，检测根际黄杆菌的丰度变化；同时使用 Biolog 自动微生物鉴定分析系统对黄杆菌进行精准鉴定，还通过麦氏浊度计评估黄杆菌的细胞浓度，确保实验的准确性。

4. 病害效果验证：使用多光谱成像设备监测番茄植株的生长状况和病害发生情况，通过酶活性分析仪测定土壤酶活性，评估根际微环境的变化，验证防控方案的效果。

“有益菌 — 根系分泌物” 协同作用的病害调控新路径（图片来源：中国农科院）

该研究不仅验证了 “有益菌 — 根系分泌物” 协同作用的病害调控新路径，为作物土传病害的生态防控新策略提供了重要理论依据，还创新性地提出 “操作性分析单元” 概念，剥离环境噪音，在尽可能相同的条件下将来自不同地点、不同寄主植物根际样本进行分组比较，从而捕捉更真实的病害信号。

该研究为作物土传病害的绿色防治提供了全新的思路，有望在未来实现更环保、更高效的作物病害防控，减少化学农药的使用，推动农业的可持续发展。

这项研究得到国家自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程等项目的资助，相关论文信息可查看：https://doi.org/10.1038/s41467-025-67760-y