近日，生命科学学院韦革宏教授团队在《Cell Host & Microbe 》发表了题为“Diversity-triggered 2-naphthoic acid exudationrecruits keystone microbial taxa to promotesoybean drought tolerance”的研究论文。该研究发现了根际微生物多样性可增强大豆抗旱性，并揭示了根系分泌物介导功能菌定向招募的协同增效机制。生命学院博士后陈实和博士生王阳为该论文并列第一作者，韦革宏教授和焦硕教授为论文共同通讯作者。

根际微生物对植物生长和抗逆性至关重要，然而根际微生物多样性如何精细调控宿主的代谢产出、进而塑造大豆在干旱胁迫下的适应能力，其背后的生态学与分子机制尚不明确。该团队利用稀释灭绝法构建了土壤微生物多样性梯度，通过室内盆栽实验确认高微生物多样性可明显改善大豆在干旱胁迫下的生长表现，采用线性混合效应模型结合跨界网络分析证明了高微生物多样性条件下根际细菌和真菌类群具有更强的耦合效应，并对作物生长具有更强的支撑作用，为后续机制解析奠定了生态学基础。

在此基础上，整合代谢组学与转录组学分析，发现高微生物多样性特异性诱导根系分泌苯类化合物2-萘甲酸，且该物质积累以干旱胁迫为先决触发条件。进一步的趋化性研究与突变体验证实验揭示，2-萘甲酸通过激活中华根瘤菌（Sinorhizobium CS204）甲基受体趋化蛋白（McpU、McpY、McpZ）驱动其向根际定向迁移，并经ABC转运蛋白基因簇（upgBAE）被菌株高效摄取吸收。分子对接结合微量热泳动实验证明2-萘甲酸可直接与菌株关键氮循环蛋白（NirK、NapA、FixI）结合，从而增强干旱胁迫下菌株的固氮与反硝化能力。原位土壤盆栽实验表明2-萘甲酸与菌株联合施用可显著改善干旱条件下植物的养分利用和光合性能。

综上所述，本研究提出了一个根际微生物多样性驱动植物抗旱的层级调控框架：即在干旱条件下，微生物多样性作为上游的“生态驱动因子”，负责重塑宿主植物的代谢产出；而2-萘甲酸与中华根瘤菌的互作则作为下游的“执行机制”，具体发挥增强养分获取与缓解环境胁迫的功能。这一发现不仅深化了我们对微生物生态学与植物生理学内在关联的认知，也为利用根际微生物多样性与功能代谢物协同应对农业干旱挑战提供了新的理论依据与实践思路。

该研究得到教育部基础学科和交叉学科突破计划、青年教师科研创新能力支持项目、国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的支持。

原文链接：https://www.cell.com/cell-host-microbe/fulltext/S1931-3128(26)00089-2