近日，学校植物保护学院生物多样性与病害生态防控团队，在国际学术期刊《Horticulture Research》在线发表题为“Foliar 2,3-butanediol reprograms root exudate-driven rhizosphere microbiome assembly to modulate plant–soil feedbacks in Panax notoginseng”的研究论文。该研究以松林下三七种植体系为切入点，发现叶面施用2,3-丁二醇能够改变根系分泌物组成，调节根际微生物群落，缓解不利于后茬生长的植物—土壤负反馈，为三七连作障碍缓解与病害绿色防控提供了新的实验依据。

三七是云南重要的特色中药材，连续种植过程中易出现土传病原菌积累、植株生长受抑等问题，制约产业可持续发展。松林下种植为三七生态栽培提供了重要途径，但松树来源的化学信号如何通过三七地上部影响地下根际微生态，仍有待深入解析。围绕这一问题，研究团队聚焦松针淋溶液中的重要成分2,3-丁二醇，结合代谢组学、微生物群落分析与植物试验，探究叶面信号如何通过根系分泌物影响根际微生物及后茬植物生长。

研究发现，叶面施用2,3-丁二醇能够改变三七根际细菌和真菌群落结构，促进部分有益微生物富集，降低镰刀菌属等病原相关类群的相对丰度。后茬种植试验表明，在前茬三七接受叶面处理的土壤中，后茬三七种子萌发和幼苗生长得到改善；土壤灭菌后，这一有益效应明显减弱，支持了土壤微生物在改善植物—土壤反馈中的重要作用。团队还从根际分离获得多株能够抑制三七土传病原菌生长的微生物，为有益微生物参与病害抑制提供了实验支持。

代谢组学分析进一步发现，叶面施用2,3-丁二醇后，三七根系分泌物中L-苯丙氨酸、L-亮氨酸、L-异亮氨酸和L-酪氨酸的相对含量显著升高，并与特定根际微生物类群的相对丰度变化显著相关。向土壤中添加特定配比的上述四种氨基酸，能够调节根际微生物群落、改善三七生长并降低发病率，进一步支持了这些氨基酸参与有益根际微生态构建的作用。在叶面预先施用2,3-丁二醇后再遭受叶部病原侵染的条件下，相关氨基酸积累及与微生物相关的病害缓解效应进一步增强，提示该处理可能具有防御预激作用。

为探索这一策略的应用潜力，团队在辣椒、番茄、水稻和草莓上开展田间试验。结果表明，叶面施用2,3-丁二醇与四种氨基酸的组合，能够降低所测多种病害的发生率，为进一步研究其在作物病害绿色防控中的应用提供了依据。

该研究将叶面化学信号、根系分泌物变化与根际微生物群落组装联系起来，深化了对林下三七种植体系中植物与微生物互作的认识，为通过叶面诱导调节根际微生态、探索药用植物生态栽培与病害防控策略提供了新的思路。

学校植物保护学院杨敏教授和叶辰副教授为论文共同通讯作者，团队培养的博士毕业生、现工作于云南省农业科学院药用植物研究所的李兴尧为论文第一作者。该研究得到国家自然科学基金联合基金项目（U23A20202）、云南省林草联合专项（202404CB090009）、云南省基础研究计划（202501AT070075）、云南省农业联合专项（202301BD070001205）、云南生物资源保护与利用国家重点实验室开放课题（gzkf2022006）以及云南省“兴滇英才支持计划”等项目支持。

论文链接：https://doi.org/10.1093/hr/uhag396