我國科研團隊發現植物根系存在“避腐性”

西北農林科技大學生命科學學院張余周教授團隊研究發現，植物根系存在“避腐性”，即能主動繞開植物腐爛造成的病原微生物富集區。該科研成果于10日發表于國際學術期刊《科學》上。

生物腐爛是生態系統養分循環的關鍵過程，腐爛區域同時也是病原微生物高度活躍、可能對活體植物造成侵害的“危險區”。動物通常會主動遠離腐爛物以減少感染風險，而跑不掉的植物如何應對？植物根系是否能夠感知并主動對植物腐爛區高度活躍的有害病原微生物做出逃避反應？

張余周團隊通過研究發現，當植物根系直接接觸腐爛植物組織時，根生長迅速受到抑制甚至停止，與生物脅迫、病原防御和免疫響應相關的基因被顯著激活。面對局部腐敗區域，植物根會主動偏離重力方向，向繞開植物腐爛物的方向彎曲生長。這種現象在油菜、番茄和小麥等農作物中廣泛存在。“根僅對植物腐爛物產生回避，對動物腐爛物無‘避性生長’。”張余周教授介紹，這暗示動物腐爛物可能對植物根系不會產生傷害。

張余周稱，植物腐爛過程中，特別是定殖于植物腐爛物上的真菌可向周圍環境釋放大量酸性代謝物，形成穩定的局部酸性微環境。該環境不易受到降雨等因素的干擾，是引導根系躲避腐敗區的重要信號。在機制層面，團隊發現根表皮細胞就是根系的“酸性指南針”——腐爛物周圍越酸的地方“危險系數”越高，根尖就能據此判斷方向，朝酸性較弱的一側生長，從而繞開“雷區”，防止自身被有害病原菌感染。