中国团队在《科学》发表根系“避腐性”研究：植物可主动绕开腐烂植物组织

据新华社及 IT之家消息，西北农林科技大学生命科学学院张余周教授团队于北京时间 7 月 10 日在《科学》发表研究成果，首次发现并系统定义了植物根系的一种全新向性运动——“避腐性”（Saprotropism）。研究显示，植物根系并非只能被动承受土壤中的腐烂环境，而是能够感知由腐烂植物组织形成的危险区域，并通过改变生长方向主动绕开。这一发现为理解植物根系如何在复杂土壤环境中规避病原微生物富集区提供了新的机制解释。

腐烂是生态系统养分循环的重要环节，但腐烂植物组织周围往往也是病原微生物活跃的区域，可能对活体植物根系造成侵害。动物可以通过移动远离腐烂物以降低感染风险，而植物无法整体移动，因此其根系如何应对腐败风险，长期是植物生物学中的一个重要问题。此次研究给出的答案是：根系能够通过类似“嗅觉”的化学感知能力，识别并避开植物腐烂物。

根系会“绕路”：避腐性可能是植物普遍策略

来源显示，张余周团队通过大量实验发现，当植物根系接触腐烂植物组织时，根的生长会迅速受到抑制，甚至停止。同时，与生物胁迫、病原防御和免疫响应相关的基因会显著激活，表明植物已经识别到潜在风险。

更关键的是，当根系面对局部腐败区域时，并不是简单停下，而是会主动偏离重力方向，向远离腐烂物的一侧弯曲生长。这种现象不仅出现在拟南芥中，也在油菜、番茄、小麦等单双子叶植物中被观察到，说明“避腐性”可能并非个别物种的特殊能力，而是植物界较为普遍的生存策略。

• 根系接触植物腐烂组织后，生长受到明显抑制；
• 防御、免疫和生物胁迫相关基因被激活；
• 面对局部腐败区域，根会弯曲并绕开；
• 该现象在多种单双子叶植物中存在；
• 根系对植物腐烂物有避让反应，但对动物腐烂物无类似反应。

“嗅觉”背后的信号：酸性微环境引导根系避险

研究进一步解释了植物根系为何能识别腐烂植物组织。团队发现，定殖在植物腐烂物上的真菌在分解过程中会释放大量有机酸和酚酸等酸性代谢物。这些物质会在周围土壤中形成相对稳定的局部酸性微环境，并成为根系判断方向、远离腐烂区的核心信号。

在分子层面，根表皮细胞通过“RGF-RGFR 肽-受体 pH 感应模块”感知酸性信号。随后，这一外部信号会转化为植物体内脱落酸（ABA）的不对称分布，并进一步影响微管重排和表皮细胞的手性扭转，最终推动根系定向弯曲，避开腐败区域。

值得注意的是，这套机制并不依赖经典的生长素调控模型。对于植物向性研究而言，这意味着根系方向性生长的调控网络比过去理解的更加多元：植物不只是依据重力、水分、光照等因素调整根系，也会对腐烂相关化学信号作出具有方向性的响应。

影响与解读：从基础发现到精准农业新靶点

这项研究的意义不只在于解释一个植物行为谜题，也可能为农业生产提供新思路。来源提到，该发现有望推动精准农业从“被动治疗”转向“主动预防”。例如，在秸秆还田等栽培措施中，如果未腐熟植物残体在土壤中形成局部风险区，根系避让空间和还田方式就可能成为需要重点考虑的因素。

另一方面，“避腐性”也为作物育种提供了潜在靶点。未来若能进一步明确相关基因与调控路径，或可借助基因编辑等技术培育根系避腐能力更强的作物品种，从源头降低未腐熟秸秆带来的“烧苗”和烂根病风险。当然，从基础机制到稳定的田间应用仍需要更多验证，尤其要考虑不同土壤、微生物群落和作物品种之间的复杂差异。

对科技产业读者而言，这项工作也体现了生命科学与农业科技正在发生的变化：农业创新不再只是依赖农药、肥料和机械装备，也越来越依赖对植物感知、信号传导与环境响应机制的深入理解。如果说智能农业强调数据驱动，那么“智慧型作物”的基础，正是植物自身复杂感知能力的可解释与可调控。