植物根系调控下土壤多营养级互作：昆虫病原线虫与真菌的化学趋避效应及协同控制潜力

本研究针对昆虫病原线虫(EPNs)与真菌生物防治剂(如Metarhizium和Trichoderma)在土壤中的竞争关系，通过双选择实验揭示了植物存在可显著缓解真菌对EPNs的趋避效应，为优化害虫综合治理(IPM)策略提供了关键理论依据。

　　

在农业生态系统中，土壤犹如一个暗箱剧场，无数微观生命在此上演着关乎作物存亡的生死博弈。昆虫病原线虫(Entomopathogenic nematodes, EPNs)作为自然界中高效的"昆虫杀手"，与Metarhizium、Trichoderma等真菌生物防治剂共同构成了生物防治的主力军。然而这些天敌在共享土壤空间时，却面临着资源竞争、信号干扰等复杂问题——就像同一战壕的战友可能因沟通不畅而错失歼敌良机。更棘手的是，传统化学农药的过度使用已导致3R问题(抗性Resistance、再猖獗Resurgence、残留Residue)，使得开发基于生态调控的协同防治策略成为当务之急。

针对这一科学难题，Ayd?n Adnan Menderes大学的研究团队在《Journal of Invertebrate Pathology》发表的研究，首次系统揭示了植物根系如何充当"和事佬"，调解EPNs与真菌间的化学战争。通过精巧的双选择实验设计，研究人员发现原本相互排斥的EPNs与真菌，在植物根系分泌物构建的"安全区"中竟能化敌为友，这种三方互作机制为设计新型生态防控方案提供了革命性思路。

研究采用三大关键技术：双选择趋性实验定量测定EPNs行为响应；昆虫宿主(Galleria mellonella)感染模型评估穿透效率；植物-微生物共培养系统模拟自然土壤环境。实验材料包括三种代表性EPNs(Heterorhabditis bacteriophora、Steinernema glaseri和S. feltiae)与三种真菌(M. brunneum、T. afroharzianum和T. guizhouense)，所有生物样本均通过标准实验室培养获得。

【结果部分】
昆虫、线虫、真菌和植物

研究建立了标准化的实验体系：EPNs通过White trap法从昆虫尸体中分离，真菌采用PDA培养基扩繁，菜豆(Phaseolus vulgaris)作为模式植物。这种标准化操作确保了实验结果的可重复性。

选择实验

双选择实验揭示惊人现象：所有测试EPNs均表现出对真菌的天然规避，特别是H. bacteriophora对M. brunneum的回避率达68%。但当引入植物后，这种"化学屏障"被打破——在菜豆存在时，H. bacteriophora对T. afroharzianum的趋性从负转正。

结果

数据表明物种特异性响应：S. glaseri展现出"两面派"特性——持续回避M. brunneum却对T. afroharzianum产生吸引。更关键的是，植物使EPNs对真菌感染宿主的接受度提升40%，暗示根系分泌物可能掩盖了真菌的警戒信号。

讨论

这项研究解开了土壤生物互作的"罗生门"：真菌通过挥发性有机物(VOCs)如1-辛烯-3-醇构建化学防御，而植物则分泌类似"信息干扰素"的物质重塑EPNs行为决策。这种三方博弈解释了田间观察中EPNs分布的热点现象，为设计"植物-微生物联合防线"提供了理论蓝图。

研究的创新性体现在三个方面：首次量化植物对EPN-真菌互作的调节强度；发现Trichoderma对EPNs的吸引作用可能源于其腐生特性；揭示不同 foraging strategy(巡航型vs伏击型)的EPNs对植物信号响应存在分化。这些发现不仅丰富了土壤食物网理论，更指导了如何通过作物间作来提升生物防治效率——例如在易感虫害区域种植特定诱集植物，可能显著增强EPNs的定殖成功率。

Mustapha Touray等作者的工作标志着化学生态学与害虫管理的完美融合，其揭示的"植物-天敌"协同机制，为减少化学农药依赖提供了可操作方案。正如研究者所言："理解土壤中的微观对话，或许能谱写农业可持续发展的新篇章。"这一成果也为后续研究开辟了新方向：解析植物次生代谢物的具体作用成分，开发基于植物信号分子的EPNs行为调控剂等。在生态农业崛起的今天，这项研究无疑为绿色防控工具箱添置了一件精密武器。