PBJ | 湖南省农科院柏连阳院士团队从根系代谢物-根际微生物互作的角度揭示化感水稻抵御除草剂抗性与敏感稗草胁迫的差异化策略

稗草是水稻田常见恶性杂草，长期使用二氯喹啉酸导致其抗药性种群发展。化感水稻通过释放次生代谢产物抑制杂草生长，但面对抗性与敏感稗草胁迫时防御机制是否不同尚不清楚。本研究通过整合转录组、代谢组和宏基因组分析，揭示了化感水稻对二氯喹啉酸抗性和敏感稗草胁迫的差异化防御策略。面对敏感稗草，化感水稻激活萜类化合物合成通路，积累鼠尾草酸等萜类，并富集微生物ABC转运蛋白和群体感应相关通路；面对抗性稗草，则激活氮代谢通路，积累L-谷氨酰胺等氨基酸，并富集纤维素降解菌和固氮菌，构建氮循环网络。研究首次发现氨基酸及其衍生物既是招募微生物的信号分子，也是直接抑制稗草生长的化学武器。该成果深化了植物化感作用机制的理解，为稻田杂草抗药性绿色防控提供了理论支撑。