生物腐爛是生態系統養分循環的關鍵過程，但腐爛區域同時也是病原微生物高度活躍、可能對活體植物造成侵害的“危險區”。動物通常會主動遠離腐爛物以減少感染風險，而“不會跑”的植物又如何應對、避免感染？

近日，西北農林科技大學生命科學學院張余周教授及奧地利科學技術研究所共同組成的團隊對這一問題給出了答案。團隊首次發現，植物根系能主動繞開植物腐爛造成的病原微生物富集區。這一發現系統揭示了一種全新定義的向性運動——“避腐性”（Saprotropism，由張余周團隊創造命名的新術語），並揭示了該向性生長的分子機理，為理解植物—微生物—土壤互作提供了新視角。

植物根系是吸收水分和養分的重要器官，植物的向光性、向重力性等向性生長行為，能夠幫助植物趨利避害。然而，除了物理與化學環境信號，植物根系是否能夠感知並主動對植物腐爛區高度活躍的有害病原微生物作出向性應答，此前還是一項學術空白。

團隊發現，當植物根系直接接觸腐爛植物組織時，根的生長迅速受到抑制甚至停止，與生物脅迫、病原防御和免疫響應相關的基因被顯著激活。研究發現，面對局部腐敗區域，植物根會主動偏離重力方向，向繞開植物腐爛物的方向彎曲生長。這種現象在擬南芥、油菜、番茄和小麥等單雙子葉中廣泛存在。

“有趣的是，根僅對植物腐爛物產生回避，對動物腐爛物無避性生長。”張余周介紹，這暗示動物腐爛物可能不會對植物根系產生傷害。據此，團隊將這一“逃跑”現象命名為“避腐性”，以此定義這一鑒定到的新向性生長類型。

張余周介紹，這項研究進一步破解了植物“聞”到植物腐敗區信號的關鍵密碼。在植物腐爛過程中，可向周圍土壤或培養基釋放大量有機酸和酚酸，形成穩定的局部酸性微環境，且該pH梯度不受降雨等環境因素干擾，是引導根系躲避腐敗區的核心方向信號。在機制層面，團隊發現，定殖於植物腐爛物上的真菌會釋放酸性代謝物,根表皮細胞感知相關信號后，將其轉化為植物體內脫落酸（ABA）的不對稱分布，進而調控微管重排和表皮細胞的手性扭轉，最終驅動根定向彎曲、遠離腐敗區域。該機制不依賴經典的生長素調控模型，拓展了人們對植物向性調控網絡的理解。

張余周表示，研究揭示了一種全新的根系與土壤微生物的對話模式，為精准農業提供了新思路——從“被動治療”轉向“主動預防”：一方面，為秸稈還田等栽培措施提供理論指導，通過合理還田方式為根系留出避讓空間﹔另一方面，為育種提供新靶點，未來可通過基因編輯等手段培育根系“避腐”能力更強的智慧型作物品種，可實現抗病性的“先發制人”，從源頭預防未腐熟秸稈對作物產生的“燒苗”和爛根病的發生。（記者張亞雄、張哲浩、李潔 通訊員付文婷）