近日，生命科學學院李祥副教授團隊在《Trends in Plant Science》上發(fā)表了題為“Harnessing herbivory-induced plant volatiles to regulate microbiomes: prospects and challenges for precision agriculture”的綜述論文，提出了植物-土壤反饋機制下根際微生物組精準調控的未來研究方向。生命科學學院李祥副教授為通訊作者，在讀碩士研究生何世東為第一作者，高崢教授和張數鑫教授參與了該項工作。研究工作得到了新疆兵團科技計劃項目和山東省重點研發(fā)計劃項目的資助。

在農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，植物-植物及植物-微生物的互作網絡是維系作物生長與健康的核心基礎。作為關鍵化學信號媒介，食草動物誘導植物揮發(fā)物（HIPVs）在調控上述互作過程中展現出獨特機制，已逐步成為提升農業(yè)可持續(xù)性的前沿研究焦點。值得關注的是，在農業(yè)應用場景中實現HIPVs功效與安全性的平衡面臨復雜挑戰(zhàn)，其作用效果受三大互作變量協(xié)同調控：施用劑量與時機、作物遺傳背景以及環(huán)境條件。此外，應用過程中潛在的生態(tài)權衡與非預期效應進一步增加了技術部署的復雜性：如通過HIPVs選擇性富集有益細菌可能伴隨叢枝菌根真菌等共生微生物的抑制，進而影響作物磷素吸收與土壤碳固存功能；在攜帶潛伏病原菌的土壤中，HIPVs可能通過群體感應機制激活微生物毒力基因表達或促進生物膜形成，反而加劇病害風險；長期重復施用HIPVs還可能導致根際微生物群落結構同質化，削弱生態(tài)系統(tǒng)對環(huán)境脅迫的功能冗余與恢復能力。研究團隊認為，HIPVs作為精準調控植物間及植物-微生物互作的創(chuàng)新工具，其理論框架的實踐轉化需突破三大核心瓶頸：HIPV成分譜的種內/種間差異性、田間尺度揮發(fā)物可控釋放的技術壁壘、環(huán)境背景依賴的動態(tài)調控機制。隨著全球氣候變化加劇及可持續(xù)農業(yè)需求升級，通過系統(tǒng)解決基因型特異性響應、揮發(fā)物精準遞送及環(huán)境適應性等關鍵科學問題，將HIPVs研究與農業(yè)生態(tài)原理深度融合，有望構建“以自然信號驅動生態(tài)調控”的現代農業(yè)生產范式。

論文鏈接：https://authors.elsevier.com/a/1lJfs4rGdjeCV5

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波