疫霉菌（Phytophthora）是引发马铃薯晚疫病、烟草黑胫病等高传染性和破坏性植物疾病的主要病原体，其特征为破坏力巨大且防治困难。特别是由烟草疫霉（Phytophthora nicotianae）导致的烟草黑胫病，主要侵害植物的根部和茎基部，因此从根系分泌物的角度出发制定新的生物防治策略显得尤为重要。植物根系可被视为一个“化学工厂”，持续产生初级和次级代谢产物，这些物质不仅帮助植物抵抗土壤中的病原体，还作为信号分子促进与根际微生物的合作。深入探索根系分泌物如何影响植物、病原体及根际微生物之间的复杂关系，不仅能深化我们对植物抗病机制的理解，也为利用根际微生态控制植物病害提供了新思路。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。这项研究围绕4-羟基-3-甲氧基肉桂酸甲酯（阿魏酸甲酯），探讨了它在抵御病原体和发展有益微生物方面所起的双重作用及其对抗烟草黑胫病的具体机制。研究表明，作为化学信号分子的根系分泌物能够调节根际间的相互作用，并有效管理土传病害。特别是在烟草抗病品种革新3号中，接种烟草疫霉后产生的4-羟基-3-甲氧基肉桂酸甲酯量远超感病品种小黄金1025，这表明该化合物能通过直接抑制烟草疫霉的生长并间接通过招募有益微生物来提高烟草的抗病能力。此外，将4-羟基-3-甲氧基肉桂酸甲酯施加于土壤或通过基因工程技术增加其在烟草中的含量，均能显著提升烟草植株的抗病性，同时减少有害病原菌的数量，增加有益微生物的丰度。这项研究全面揭示了4-羟基-3-甲氧基肉桂酸甲酯在防控土传真菌病害上的新机制，即通过直接抑制病原体和间接借助微生物功能实现病害控制，为开发新型生物防治方法提供了理论依据和技术支持。这一发现标志着在烟草种植领域的一个重大进步，同时也为整个植物病害防治领域带来了新的希望。随着科研人员的不断努力，未来有望出现更多基于根际微生态调控的创新防治措施，为作物健康保驾护航，确保粮食安全。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。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。
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