中國(guó)教育報(bào)-中國(guó)教育新聞網(wǎng)訊（記者 馮麗 通訊員 付文婷 張佳奎）記者日前從西北農(nóng)林科技大學(xué)獲悉，該校生命科學(xué)學(xué)院張余周教授團(tuán)隊(duì)首次發(fā)現(xiàn)植物根系能主動(dòng)繞開(kāi)植物腐爛造成的病原微生物富集區(qū)。7月10日，國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》（Science）在線(xiàn)發(fā)表了這一研究成果，系統(tǒng)揭示了一種全新定義的向性運(yùn)動(dòng)——“避腐性”（Saprotropism），并揭示了該向性生長(zhǎng)的分子機(jī)理，為理解植物—微生物—土壤互作開(kāi)辟了新視角。

植物根系是吸收水分和養(yǎng)分的重要器官，植物的向光性、向重力性等向性生長(zhǎng)行為，幫助植物實(shí)現(xiàn)趨利避害。然而，除了物理與化學(xué)環(huán)境信號(hào)，植物根系是否能夠感知并主動(dòng)對(duì)植物腐爛區(qū)高度活躍的有害病原微生物做出向性應(yīng)答，此前還是一項(xiàng)重要的學(xué)術(shù)空白。團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)植物根系直接接觸腐爛植物組織時(shí)，根生長(zhǎng)迅速受到抑制甚至停止，與生物脅迫、病原防御和免疫響應(yīng)相關(guān)的基因被顯著激活。

團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，面對(duì)局部腐敗區(qū)域，植物根會(huì)主動(dòng)偏離重力方向，向繞開(kāi)植物腐爛物的方向彎曲生長(zhǎng)。這種現(xiàn)象在擬南芥、油菜、番茄和小麥等單雙子葉中廣泛存在?！坝腥さ氖?，根僅對(duì)植物腐爛物產(chǎn)生回避，對(duì)動(dòng)物腐爛物無(wú)避性生長(zhǎng)?！睆堄嘀芙淌诮榻B，這暗示動(dòng)物腐爛物可能對(duì)植物根系不會(huì)產(chǎn)生傷害。據(jù)此，團(tuán)隊(duì)將這一“逃跑”現(xiàn)象命名為“避腐性” ，以此定義這一鑒定到的新向性生長(zhǎng)類(lèi)型。

研究進(jìn)一步破解了植物“聞”到植物腐敗區(qū)信號(hào)的關(guān)鍵密碼。植物腐爛過(guò)程中可向周?chē)寥阑蚺囵B(yǎng)基釋放大量有機(jī)酸和酚酸，形成穩(wěn)定的局部酸性微環(huán)境，且該pH梯度不受降雨等環(huán)境因素干擾，是引導(dǎo)根系躲避腐敗區(qū)的核心方向信號(hào)。在機(jī)制層面，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)定殖于植物腐爛物上的真菌釋放酸性代謝物，根表皮細(xì)胞通過(guò)感知相關(guān)信號(hào)后，并將其轉(zhuǎn)化為植物體內(nèi)脫落酸（ABA）的不對(duì)稱(chēng)分布，進(jìn)而調(diào)控微管重排和表皮細(xì)胞的手性扭轉(zhuǎn)，最終驅(qū)動(dòng)根定向彎曲、遠(yuǎn)離腐敗區(qū)域。該機(jī)制不依賴(lài)經(jīng)典的生長(zhǎng)素調(diào)控模型，拓展了人們對(duì)植物向性調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的理解。