近日，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所土壤植物互作创新团队在植物-微生物互作与土传病害绿色防控方面取得重要进展。该团队发现，钙（Ca）可作为植物免疫增强剂，通过促进番茄根系有益微生物的富集，显著抑制青枯病的发生。这一研究为通过土壤营养调控改良根系微生物组、实现土传病害绿色防控提供了简单有效的解决方案。相关成果以“Calcium-containing inorganic immunity booster drives the enrichment of specific root endophytic microbiota against Ralstonia solanacearum”为题，发表于微生物学领域权威期刊《微生物组（Microbiome）》上。

土壤营养失衡和土传病害爆发是制约全球农业生产的重要因素，严重影响作物的产量和品质。植物根系微生物组在维持宿主健康与抗病能力中发挥关键作用，挖掘其调控潜力被视为一种环境友好、可持续的植物保护新策略。然而，如何高效操纵根系微生物组以实现病害防控，仍是当前研究的难点。

本研究提出通过调控土壤营养激活植物免疫和优化根系微生物组的思路。通过设置七个Ca水平试验，并接种青枯菌（Ralstonia solanacearum）进行病原挑战，结合多组学方法系统研究了番茄根系在Ca调控下的防御反应与微生物组的变化，揭示了“土壤营养调控-植物免疫激活-根系分泌物改变-有益菌定向富集”多级联动增效的作用机制。主要发现包括：（1）Ca添加可显著激活番茄系统抗性，提高根系水杨酸含量、海藻糖含量和防御酶活性；（2）高水平的Ca处理显著改变根系微生物群落结构，富集了包括Dyella japonica，Rhodanobacter glycinis，Paenibacillus polymyxa和Pseudomonas aeruginosa在内的16个细菌属；随着这些有益菌群的富集，番茄青枯病发病率从80%显著降低至0%；（3）水杨酸、海藻糖和Ca在体外均可不同程度促进上述富集菌的生长；（4）研究构建了一个兼具拮抗青枯菌和高浓度Ca适应性的合成微生物群落（SynCom），该SynCom与Ca联用可抑制番茄青枯病的发生。

中国农业科学院农业资源与农业区划研究所博士生毕晶晶和魏步青为本文共同第一作者，宋阿琳研究员、易可可研究员和范分良研究员为共同通讯作者。研究得到了北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室、国家重点研发计划及中国农业科学院科技创新工程等项目的共同资助。

原文链接：https://doi.org/10.1186/s40168-025-02228-1