近日，国际权威期刊《Molecular Plant》在线发表公司沈其荣院士团队微生态与根际健康实验室（简称LorMe）的最新研究成果《RIN enhances plant disease resistance via root exudate-mediated assembly of disease-suppressive rhizosphere microbiota》，标志中低产田专项根际合生元生物靶向调控产品的研发取得新突破。

土壤生物障碍发生的实质是土壤微生物与作物形成的根际互惠功能体运行效率低，互作不畅通。提升根际互惠功能体的关键是挖掘根际核心功能微生物及其益生物质（益生元），精准设计根际合生元（有益菌及其匹配益生元）。LorMe实验室通过比较野生型番茄和RIN基因突变体番茄根际微生物消减土壤青枯菌生物障碍的差异，阐明了RIN通过调控番茄根系代谢物关键组分（核黄素和3-羟基黄酮），招募抑制病原青枯菌的链霉菌，增强根际互惠功能的微生态机制。该工作为筛选和构建消减土壤生物障碍的根际合生元提供了创新思路，丰富了根际互惠功能体作用的理论框架。

土壤生物障碍的发生往往集中在植物的开花结果期，RIN（RIPENING-INHIBITOR）转录因子在影响乙烯代谢、果实成熟等方面已有大量研究，但其在影响植物健康并调控根际微生物群落方面的作用和机制尚不明确。LorMe实验室发现RIN基因在土壤微生物群落介导的根际免疫功能中发挥重要作用：rin突变体土壤青枯菌生物障碍严重程度显著高于WT（野生型），根际细菌群落结构和功能显著改变。与WT相比，rin根际放线菌门，尤其是链霉菌属的相对丰度显著降低，细菌群落互作网络结构更简单松散，多种抗菌活性物质合成基因通路相对丰度显著下降；根系代谢组结果表明rin根系分泌更少的核黄素和3-羟基黄酮等物质。进一步研究发现，回补这两种物质可恢复rin根际的微生物群落组成、多样性和植物抑病能力，尤其是提高了链霉菌的丰度。后续研究结果表明将核黄素、3-羟基黄酮与链霉菌构建形成合生元，可以高效消减土壤青枯菌生物障碍。

综上所述，本研究表明类似于RIN的重要基因，除了参与生长发育和果实成熟等关键功能，还可能直接或间接影响根系关键代谢组分，调控根际核心微生物与植物互惠关系，进而影响植物健康。基于这一根际互惠机制，可筛选构建高效的根际合生元，为土壤生物障碍靶向消减提供科学依据。

番茄RIN基因调控根系分泌物形成抑病型根际菌群的微生态机制

毕业博士生杨可铭、付蕊欣为论文第一作者，LorMe实验室韦中教授、杨天杰副教授和广西农业科学院王益奎研究员为通讯作者。沈其荣院士、徐阳春教授、赫尔辛基大学Ville-Petri Friman教授等参与指导了该项研究。该研究得到国家重点研发计划青年科学家项目、国家自然科学基金和中央高校基本业务费等项目的资助。

全文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674205223002204