2025年6月，福建農(nóng)林大學許衛(wèi)鋒團隊/許飛云研究組在Advanced Science（先進科學）發(fā)表了題為Auxin-Producing Pseudomonas Recruited by Root Flavonoids Increases Rice Rhizosheath Formation through the Bacterial Histidine Kinase Under Soil Drying（根系類黃酮招募的假單胞菌促進水稻根鞘建成的機制）的研究論文，解析了根系黃酮類化合物招募的產(chǎn)生長素的假單胞菌，通過其組氨酸激酶在土壤干旱條件下增強水稻根鞘建成的微生物機制。研究結果可能有助于通過調(diào)控多倍體作物與有益土壤微生物的互作改善作物的環(huán)境適應性。

該研究旨在探究土壤干旱條件下根系分泌物及微生物在水稻根鞘形成中的作用。在多倍體水稻中，土壤干旱條件下的根鞘建成比二倍體水稻高出約70%。用多倍體水稻的根鞘土壤微生物群接種二倍體水稻，可顯著增強其在土壤干旱條件下的根鞘建成。為了確定微生物在土壤干旱期間根鞘建成中的作用，研究者探究了存在于二倍體和多倍體水稻葉際、根際、根鞘以及根內(nèi)的細菌群落。發(fā)現(xiàn)假單胞菌屬（Pseudomonas）是促進土壤干旱條件下多倍體水稻根鞘建成的關鍵分類單元。在土壤干旱條件下，多倍體水稻的根系黃酮類化合物濃度顯著高于二倍體水稻。過表達查爾酮合成酶基因（OsCHS1）—黃酮類化合物生物合成的關鍵基因—導致二倍體水稻中Pseudomonadaceae的豐度顯著增加。從多倍體水稻根鞘中分離的Pseudomonas nitroreducens表現(xiàn)出對黃酮類化合物的趨化性，但在其組氨酸激酶突變體ΔcheA中未觀察到該行為。接種P.nitroreducens及其IAA合成互補菌株ΔiaaM-c的二倍體和多倍體水稻，在土壤干旱條件下形成的根鞘比接種其IAA合成缺陷突變體ΔiaaM的水稻更大。研究結果證明，植物多倍性可通過根系黃酮類化合物（flavonoid）的生物合成促進對本地土壤細菌的招募，從而在土壤干旱條件下增強水稻根鞘建成和提高水分利用效率。

福建農(nóng)林大學菌草與生態(tài)學院、農(nóng)林生物安全全國重點實驗室為論文第一完成單位。福建農(nóng)林大學菌草與生態(tài)學院許衛(wèi)鋒教授為論文通訊作者，許飛云副教授為論文第一作者。團隊成員劉建平副教授、張仟副教授、王正瑞博士，福建省農(nóng)業(yè)科學院資源環(huán)境與土壤肥料研究所王珂博士，澳大利亞西澳大學龐佳音教授，牛津大學章桓源博士，南京農(nóng)業(yè)大學朱毅勇教授及香港中文大學張建華教授對該工作提供了重要幫助和指導。本研究得到了國家科技創(chuàng)新2030重大項目、國家自然科學基金及福建省自然科學基金等項目的資助。

作者簡介：

許衛(wèi)鋒，福建農(nóng)林大學教授，長期從事植物營養(yǎng)與養(yǎng)分高效利用的研究工作，現(xiàn)任中國植物營養(yǎng)與肥料學會常務理事，共發(fā)表學術文章70余篇，獲中國產(chǎn)學研創(chuàng)新獎、福建省運盛科技獎、福建省青年五四獎章。近5年以第一作者與通訊作者身份在Nature Communications、Science Advances、Cell Reports、ISME Journal、Advanced Science、Annual Review of Plant Biology等高水平期刊上發(fā)表學術論文，先后主持國家重點研發(fā)計劃首席科學家（政府間項目）、國家基金委優(yōu)青基金、牛頓高級學者基金（國家基金委與英國皇家學會）等項目；獲神農(nóng)英才計劃、香江學者、閩江學者特聘教授、福建省高層次A類人才、福建省科技創(chuàng)新領軍人才、福建省高校領軍人才等稱號。

許衛(wèi)鋒教授（通訊作者） 

許飛云，福建農(nóng)林大學副教授，福建省高層次人才。長期從事作物養(yǎng)分水分高效利用方面的研究工作。曾先后赴日本名古屋大學及英國蘭卡斯特大學開展合作交流，并先后主持國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃子課題、博士后科學基金、福建省自然科學基金、福建省中青年教師教育科研項目等研究課題。以第一作者或通訊作者在Nature Communications(2篇)、The ISME Journal、Advanced Science、Plant Physiology等高水平期刊發(fā)表學術論文30余篇。

許飛云副教授（第一作者）