植物受到病原菌侵染后会招募根际的益生微生物，形成具有防控病害、促进植物生长等功能的天然抑病土壤，这种现象被称为“呼救（cry for help）”反应，在多种作物和模式植物上得到广泛验证和认可。然而经典的“呼救”反应需要接种能够引起植物发病的微生物才能诱导，这导致该理论在农业生产上不具有应用可行性，而且呼救招募的机制也不清楚。

近日，《自然·通讯》（Nature Communications）在线发表了沈其荣院士团队张瑞福教授课题组与中国农业科学院农业资源与农业区划研究所合作最新研究成果（Nonpathogenic Pseudomonas syringae derivatives and its metabolites trigger the plant “cry for help” response to assemble disease suppressing and growth promoting rhizomicrobiome）。

该研究以多种能够引起植物免疫反应但缺乏致病能力的病原菌Pseudomonas syringae DC3000突变菌株为研究材料，发现缺失全部效应因子的菌株D36E，虽然失去了致病能力，但是可以诱导植物招募根际有益菌，从而使根际形成长达数个栽培周期的抑病土壤。进一步通过根系分泌物和根际微生物组分析，结合大规模根际微生物分离培养，发现根系分泌物中肉豆蔻酸含量降低，促进根际招募益生菌Devosia sp.，并且明确了该过程是天然抑病土壤形成的关键。虽然模式引发型免疫（PTI）激发菌株D36E能够诱导植物“呼救”反应，但是激发植物效应因子引发型免疫（ETI）的菌株却不能够诱导植物“呼救”反应，因此推测PTI的激活是诱导“呼救”反应的关键，而ETI能够抑制该反应，进一步研究明确了PTI激发子flg22可以诱导植物“呼救”反应，而典型的ETI激发菌株D36EavrRpt2则抑制植物“呼救”反应，这些结果明确了植物免疫对“呼救”反应的调控作用。该研究不仅揭示了植物“呼救”招募根际微生物的机制，也为以“去毒”病原菌开发为“植物疫苗”诱导植物抑病提供了思路。

中国农业科学院农业资源与农业区划研究所刘云鹏研究员和博士毕业生张慧慧（现在江苏农林职业技术学院工作）为论文共同第一作者，南京农业大学资环学院张瑞福教授和荀卫兵副教授为论文共同通讯作者，沈其荣院士对本研究提出指导。该研究同时得到国家重点研发计划、中国农业科学院科技创新工程、中国农业科学院青年创新专项资助。

全文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-46254-3