研究核心发现 - 研究首次精准揭示植物根系如何引导微生物在其表面有规律地“安家”的奥秘 [4][5] - 研究绘制出根系微生物的“定居地图”并破译了控制根系与微生物互动的“分子密码” [4][5] 研究模型与方法 - 研究团队以植物幼苗根系为研究模型 [5] - 研究结合了荧光标记的活体微生物和高分辨率显微成像技术 [5] 微生物定居机制 - 微生物在根系表面的“定居”呈现有规律的空间分布而非杂乱无章 [5] - 这种定居格局与根系内部的特殊屏障“凯氏带”的完整性密切相关 [5] - 当“凯氏带”结构出现“缺口”时会造成根系内部的营养物质向外泄漏 [5] - 从“缺口”泄漏出的主要营养物质是氨基酸其中“谷氨酰胺”泄漏量最多 [5] 微生物行为调控 - 植物根部泄漏的“谷氨酰胺”对微生物具有明显的趋化性能够显著调控微生物的趋化、繁殖等行为活动 [7] - 当侧根生长造成“凯氏带”屏障出现“缺口”导致“谷氨酰胺”局部泄漏如同根系定点发出的“信号弹” [7] - 微生物识别到信号后会自发趋向于此引导其在根系表面形成有规律的聚居区 [7] 行业应用与意义 - 该研究揭示了“凯氏带”介导的根系分泌新途径为实现作物根际有益菌群的精准定向富集提供了技术路径 [8] - 研究为发展“固碳增汇”型绿色农业奠定了理论基础可望助力实现“双碳”目标下的农业绿色转型 [8]

中新网上海10月3日电(记者 郑莹莹)北京时间10月3日凌晨，中国科学院分子植物科学卓越创新中心周峰 研究团队，联合瑞士洛桑大学的科研人员在国际知名学术期刊《科学》(Science)上发表了一篇封面文 章。该研究首次精准揭晓植物根系引导微生物在其表面"安家"的奥秘，绘制出根系微生物的"定居地 图"。 中国科学院分子植物科学卓越创新中心周峰研究团队。(中国科学院分子植物科学卓越创新中心周峰研 究团队供图) 揭晓微生物"安家"奥秘 在采访中，中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员周峰把根系微生物称为一种生命活动的"暗物 质"。 "凯氏带屏障非常重要，它要打开一定的缺口，来'招募'一些共生菌，以促进植物生长。"周峰说。 大量微生物附着在根系上，帮助植物吸收营养和抵抗逆境。然而，由于土壤的"黑暗环境"，根系与微生 物之间如何互动很难被直接观测。 中瑞两国研究团队以植物幼苗根系为研究模型，发现微生物在根系表面的"定居"并非杂乱无章，而是呈 现有规律的空间分布。 通过凯氏带，植物得以稳定根系内部的营养物质，并防止其随意泄漏，以控制病原微生物的过量繁殖， 从而维持根际微生物群的健康平衡。 在应用意义方面，这项研究提示可以 ...