14日,記者從中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院獲悉,該院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所農(nóng)業(yè)微生物資源團(tuán)隊(duì)成功揭示了植物在遭遇病原菌攻擊時,如何發(fā)出“呼救”信號,同時招募根際周圍的益生菌來助戰(zhàn)的神奇機(jī)制。相關(guān)成果日前發(fā)表在國際期刊《自然·通訊》上。
當(dāng)植物受到病原菌的侵害時,能夠在根際周圍召集一批有益的微生物,形成一層保護(hù)性的“屏障”。這不僅有助于植物抵抗病害,還能促進(jìn)其生長。該現(xiàn)象被稱為“呼救”反應(yīng)。然而,如何在不引起植物發(fā)病的情況下觸發(fā)“呼救”反應(yīng),該反應(yīng)的具體工作機(jī)制是怎樣的,一直是困擾科學(xué)家們的難題。
論文第一作者、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所研究員劉云鵬告訴科技日報記者,團(tuán)隊(duì)使用了一系列經(jīng)過改造的、不致病的細(xì)菌來模擬病原菌的攻擊。研究發(fā)現(xiàn),這些 “溫和”的細(xì)菌也能激起植物的“呼救”反應(yīng),成功招募到大量的根際益生菌。甚至這種誘導(dǎo)效果可以持續(xù)數(shù)個種植周期,為植物提供持久的保護(hù)。
科研團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),起關(guān)鍵作用的是一種名為沃斯氏菌的微生物。當(dāng)植物發(fā)出“呼救”信號時,沃斯氏菌能夠迅速響應(yīng),并在根際周圍大量繁殖形成一道防線。此外,細(xì)菌鞭毛中的一種多肽成分,也能觸發(fā)植物的“呼救”反應(yīng)。
“這一發(fā)現(xiàn)不僅揭示了植物與微生物之間復(fù)雜的互作機(jī)制,也為開發(fā)新型的植物保護(hù)策略提供了基礎(chǔ)。未來,科學(xué)家們或許能夠利用這些‘溫和’的細(xì)菌或其活性成分,設(shè)計出一種類似‘植物疫苗’的產(chǎn)品,幫助植物在不接觸病原菌的情況下,建立起強(qiáng)大的根際微生物防御系統(tǒng)?!眲⒃迄i說。