近日，农学院冯海超（2023年，获聘我校青年英才A岗）以第一作者在国际知名期刊New Phytologist（影响因子10.3）上发表了题为“Listening to plant’s Esperanto via root exudates: reprogramming the functional expression of plant growth-promoting rhizobacteria”研究成果，提出了植物通过跨界信号交流调控根际微生物功能时序表达的新机制。
根际微生物被称为植物的第二基因组，能在进化过程中与植物形成功能丰富的共生体，对宿主植物的营养和健康发挥着重要的作用，对于推动我国化肥减施、农药减量，以及促进农业绿色发展具有重要意义。植物根据自身功能需求装配根际微生物组的招募理论已经广为认可，但是相比于重头招募，植物有没有更高效的利用根际微生物满足自身不同功能需求的机制？
植物可以通过根系分泌物信号与根际微生物进行跨界交流，根际促生菌是栖息于植物根际的“常备军”，通常具有促生和生防等多种功能。植物面临不同的功能需求时，除了重头招募装配满足其功能需求的根际微生物，是否通过跨界信号交流调控“常备军”的不同功能表达来满足其功能需求？这种理论上更高效的机制是否存在仍然未知。
该研究通过转录组测序结合高通量荧光定量qPCR检测发现黄瓜不同发育阶段根系分泌物对根际促生菌贝莱斯芽孢杆菌SQR9的促生和生防功能基因表达存在时序性，在植物生长的前期，根系分泌物促进SQR9生防相关基因的表达，而在植物生长的后期则促进SQR9促生相关基因的表达；利用其它作物（如玉米）和其他典型根际促生菌（如假单胞菌）验证也发现了相似的规律。同时还高通量的鉴定了植物不同生长阶段调控根际促生菌不同功能基因表达的根系分泌物信号组分。该研究提出了植物通过跨界信号交流调控根际微生物功能时序表达的新机制，是“根际微生物招募”理论的拓展，也为开发调控微生物肥料功能的增效剂提供了研究思路和产品。
冯海超，男，1989年11月生，主要从事作物与微生物互作，根际益生菌趋化性机制研究，现主持国家自然科学基金面上项目1项，已主持完成国家自然科学基金青年项目和中国博士后面上项目各1项；以第一作者在PNAS等国际重要期刊发表原创性研究成果5篇，以共同第一作者在国际重要期刊发表原创性研究成果4篇。主要研究成果包括鉴定根系分泌物中关键趋化物，并阐明根际趋化的作用机制（Molecular Plant-Microbe Interaction, 2018; Environmental Microbiology, 2019; Applied Microbiology and Biotechnology, 2020）；识别根系分泌物中多种不同结构趋化物的分子机制（International Journal of Molecular Sciences, 2021; PNAS, 2022）；根系分泌物招募根际微生物及调控益生菌根际定殖的作用机制（Molecular Plant-Microbe Interaction, 2020; Microorganisms, 2021; Biology and Fertility of Soils, 2022; New Phytologist, 2023）。
文章链接：https://doi.org/10.1111/nph.19086
