根系分泌物介导下植物-土壤-微生物互作关系研究进展与展望

根系分泌物是植物与土壤进行物质交换和信息传递的重要载体物质,是植物响应外界胁迫的重要途径,是构成植物不同根际微生态特征的关键因素,也是根际对话的主要调控者。根系分泌物对于生物地球化学循环、根际生态过程调控、植物生长发育等均具有重要功能,尤其是在调控根际微生态系统结构与功能方面发挥着重要作用,调节着植物-植物、植物-微生物、微生物-微生物间复杂的互作过程。植物化感作用、作物间套作、生物修复、生物入侵等都是现代农业生态学的研究热点,它们都涉及十分复杂的根际生物学过程。越来越多的研究表明,不论是同种植物还是不同种植物之间相互作用的正效应或是负效应,都是由根系分泌物介导下的植物与特异微生物共同作用的结果。近年来,随着现代生物技术的不断完善,有关土壤这一"黑箱"的研究方法与技术取得了长足的进步,尤其是各种宏组学技术(meta-omics technology),如环境宏基因组学、宏转录组学、宏蛋白组学、宏代谢组学等的问世,极大地推进了人们对土壤生物世界的认知,尤其是对植物地下部生物多样性和功能多样性的深层次剖析,根际生物学特性的研究成果被广泛运用于指导生产实践。深入系统地研究根系分泌物介导下的植物-土壤-微生物的相互作用方式与机理,对揭示土壤微生态系统功能、定向调控植物根际生物学过程、促进农业生产可持续发展等具有重要的指导意义。该文综述了根系分泌物的概念、组成及功能,论述了根系分泌物介导下植物与细菌、真菌、土壤动物群之间的密切关系,总结了探索根际生物学特性的各种研究技术及其优缺点,并对该领域未来的研究方向进行了展望。