【导言】
近日，南京农业大学袁军/赵晶教授团队在Nature Plants发表了题为“Rice roots recruit Bacillusvia the secretion of heptadecanoic acid”的重磅成果。研究团队首次破解了水稻在遭遇稻瘟病菌侵染时，通过特定信号通路指令根系分泌关键代谢物，从而精准“召唤”益生菌构筑防御屏障的完整分子机制。
【背景】
植物能够通过根系分泌物塑造根际微生物组以增强免疫力，但这套“化学通讯语言”背后的宿主遗传调控网络此前尚不明确。破解这一机制是实现作物抗病育种和微生物肥料开发的关键前提。
【主要内容】
1. 田间溯源：无症状存活水稻富集芽孢杆菌
团队在严重稻瘟病发病田块中发现，尽管周边植株严重染病，部分无症状“幸存”水稻仍能健康生长。根际微生物组测序显示，这些幸存植株的根系周围特异性富集了大量芽孢杆菌属（Bacillus）。进一步的盆栽与田间试验证实，这种芽孢杆菌的自然富集直接赋予了水稻强大的稻瘟病抗性。
2. 信号解码：OsMKK4-OsMPK6模块介导微生物招募
通过转录组与微生物组关联分析，研究发现稻瘟病菌的入侵会强烈激活水稻的丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路。利用基因敲除突变体实验，团队证实OsMKK4和OsMPK6是招募芽孢杆菌不可或缺的核心枢纽。一旦这两个基因失活，根际芽孢杆菌的丰度将断崖式下降近80%。
3. 转录调控：OsWRKY24/53/70充当关键下游开关
深入的机制探索表明，OsMPK6能够直接磷酸化并激活下游的OsWRKY24、OsWRKY53和OsWRKY70这三大转录因子。在三突变体（Oswrky24 wrky53 wrky70）中，根际芽孢杆菌的富集能力严重受损。这证明该WRKY蛋白家族在MAPK信号与微生物组组装之间起到了决定性的接力作用。
4. 代谢破译：十七烷酸是召唤益生菌的化学“密电”
那么，上游信号最终如何转化为吸引细菌的“密电”？代谢组学分析揭晓了答案：核心通路最终靶向调控OsKCS2基因（编码β-酮脂酰-CoA合酶），促进根系分泌大量长链脂肪酸——十七烷酸。正是这种特定的代谢物充当了芽孢杆菌的化学引诱剂，直接驱动了其在根际的定向聚集。
5. 应用验证：外源施用即可增强作物抗病性
研究不仅在基因层面完成了闭环验证，更在应用端取得突破。田间试验显示，人工补充芽孢杆菌复合菌剂能显著提升水稻对稻瘟病的抗性。更重要的是，直接外源施加十七烷酸也能完美复现“招募益生菌+增强抗病”的表型，为绿色农业提供了极具潜力的新型生物防治靶点。
【总结】
该研究从源头上揭示了“免疫感知-信号传导-代谢分泌-微生物招募”的完整调控轴线，为通过遗传改造或代谢诱导培育抗病作物奠定了坚实的理论基础。
DOI：https://doi.org/10.1038/s41477-026-02268-x
