近日，学院刘怀教授团队在TOP期刊《the plant journal》发表研究论文“Beauveria bassiana triggers the tomato ‘cry for help’ mechanism to assemble pest-suppressing rhizomicrobiome”。该研究聚焦球孢白僵菌（Beauveria bassiana），为农业害虫绿色防控提供了新策略。
植物在遭受病虫害胁迫时会触发“呼救”响应，通过招募并富集根际有益微生物群落来增强自身对胁迫的适应性。然而，这类生物激发子往往对植物产生不利影响，从而限制了其在农业生产中的实际应用。因此，探索利用对植物无害的激发子，精准塑造具有抗虫功能的土壤微生物群落，是当前植物微生物组介导的生物防治领域亟待解决的关键问题。本研究聚焦可内生定植于植物且无致病性的虫生真菌球孢白僵菌，探究其作为非致病性激发子在番茄“求救”响应中的作用机制，为利用微生物组介导的植物防御提供新途径。
研究团队首先发现球孢白僵菌可以诱导番茄形成具有虫害抑制功能的土壤遗产，这种遗留土壤降低了烟粉虱在番茄上的繁殖力、延长了其发育历期并影响了烟粉虱的取食偏好。扩增子测序揭示，球孢白僵菌重塑了土壤中的微生物组结构，其中最显著的特征是假单胞菌的特异性富集。通过对ASV水平的扩增子数据进行分析，研究团队鉴定出一株显著富集的ASV6，其隶属于假单胞菌属，且在该属所有ASV中丰度占比最高。为了验证ASV6的功能，研究团队从土壤中分离出了一株与ASV6序列高度相似的代表性菌株P11。通过回补试验，发现菌株P11可以激活番茄体内的水杨酸、茉莉酸和防御通路，从而提升番茄对烟粉虱的抗性。此外，代谢组学分析与体外实验进一步证实，球孢白僵菌处理显著增加了番茄根系分泌物中邻茴香酸的含量，其能够显著促进P11菌株的趋化、生长和生物膜形成，外源施用邻茴香酸可重现假单胞菌在番茄根际的富集效应，进一步明确邻茴香酸是介导虫害抑制效应的关键信号分子。
本研究揭示球孢白僵菌作为无害激发子，触发了植物的“呼救”反应，增加根系分泌物中的关键信号分子邻茴香酸的含量，特异性招募土壤假单胞菌类群，从而形成具有虫害抑制功能的土壤遗产。该研究不仅深化我们对微生物介导的植物防御机制理解，更为利用植物-微生物互作实现农业害虫绿色防控提供新的思路。
图1. 球孢白僵菌触发番茄产生“呼救”响应的作用过程
学院刘怀教授为该论文的通讯作者，王梓英副教授为共同通讯作者，团队博士研究生赵建淇为第一作者。该文章获得国家重点研发计划项目（2023YFD1400600）、宜宾市双城合作协议研究专项（XNDX2022020014）、西藏自治区重点研发计划项目（XZ202301ZY0014N）及中国烟草总公司重庆市公司科技创新与科技支撑项目（B20241NY1307）资助。
文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.70646
供稿：王梓英 赵建淇
初审：黄垭飞
复审：牛金志
终审：蒋红波
