土壤是陆生植物在自然界中生存的基础，不仅提供植物生长所必需的营养物质，也为植物与其他物种相互作用提供最密切的生态环境。植物根系与土壤微生物间相互作用是一个复杂的过程。植物根系产生和分泌到根际的化合物是植物―微生物互作的媒介，可以作为营养物质或者筛选剂重塑根际微生物群落。而微生物群系对植物的有益作用也逐渐被关注，包括改善植物营养物质吸收，提高植物的生物或非生物胁迫抗性等。此外，根际微生物在可持续农业发展中的潜力还有待发掘。如何通过调控植物代谢物合成来定向改变根际微生物组结构，以达到改善农作物的生长状态和农艺性状，是亟待解决的难题之一。

2023年10月23日， 中国科学院遗传与发育生物学研究所王国栋研究员和白洋研究员团队在Journal of Genetics and Genomics在线发表题为“Two diversities meet in the rhizosphere: root specialized metabolites and microbiome”的综述论文。该综述系统阐述了植物根系主要特异性代谢化合物的组成和生物学功能，总结了根际微生物组调节植物生长发育的研究现状，并讨论了利用代谢组学和微生物组学相结合的方式研究植物与根际微生物互作机制的潜力。

该综述首先根据不同合成途径，阐述了根部特异性代谢物在植物应对环境变化和相应生物胁迫等方面的作用，并比较了不同化学修饰对特异性代谢物生物活性的影响。随后，总结了根际微生物组调节植物生长发育的作用机制，以及微生物转化植物特异性代谢物的过程。此外，重点介绍了根部特异性代谢物重塑根际微生物组的最新研究进展。最后，该综述指出解析根部代谢物与根际微生物之间的构效关系是目前研究植物与微生物相互作用的关键，并对外源代谢组学(Exometabolomics，即研究外源微生物或生物体产生代谢物的科学领域)用于系统研究微生物调节根部化合物生物活性的前景进行了展望。

根部核心特异性代谢物重塑根际微生物组的作用机制

作者简介

中国科学院遗传与发育生物学研究所王啸晨与张婧赢为该综述共同第一作者，王国栋研究员和白洋研究员为共同通讯作者。该项目得到国家重点研发计划、国家自然科学基金和植物基因组学国家重点实验室的资助。