叶际微生物组通过富马酸介导的定植机制调控菜心品种特异性邻苯二甲酸二丁酯（DBP）积累

本研究揭示了菜心(Brassica parachinensis)叶际微生物通过关键代谢物富马酸(fumarate)招募DBP降解菌并促进其生物膜形成，从而降低叶片中邻苯二甲酸酯(PAEs)积累的新机制。通过比较低积累品种(LAV)与高积累品种(HAV)的叶际微生物组、代谢组和生理特征，发现LAV通过增强富马酸分泌诱导降解菌(Bacillus altitudinis)定植，为作物污染防控提供了微生物调控新策略。

　　

叶际微生物与菜心品种特异性DBP积累的关联机制

DBP暴露对菜心生理特性及叶际微生物定植的影响
低积累品种(LAV)叶片中DBP含量显著低于高积累品种(HAV)，且叶片尺寸更小。DBP胁迫下LAV表现出更强的氧化应激(MDA含量升高)和光合抑制(叶绿素a/b和Gs降低)，但通过扫描电镜(SEM)观察到其叶面微生物聚集体更密集。这种独特的生物膜结构可能与LAV较低的DBP积累特性相关。

叶际微生物群落组装的变化规律
DBP暴露使微生物群落βNTI值降低，驱动确定性选择过程。LAV叶际稀有菌门(如Firmicutes)丰度显著高于HAV，其中Bacillus altitudinis等DBP降解菌的定植与富马酸分泌密切相关。共现网络分析显示，稀有菌门(Firmicutes/Bacteroidota/Proteobacteria)成为群落互作的关键媒介。

叶片代谢物的关键调控作用
代谢组学分析发现LAV在DBP胁迫下显著上调99条KEGG通路，其中富马酸含量比HAV高4倍。该代谢物通过化学趋化实验证实能特异性吸引降解菌，并通过晶体紫染色(OD₅₉₀测定)证明可促进生物膜形成。这种"代谢物-微生物"互作模式符合植物"求救信号"(cry for help)理论。

富马酸促进功能微生物定植的实证
叶面接种实验显示，富马酸与B. altitudinis联用使LAV叶片DBP积累降低最显著(P<0.05)。SEM直接观察到富马酸处理组的叶面细菌聚集体密度增加，印证了其通过诱导EPS(胞外聚合物)分泌促进降解菌定植的机制。相比之下，HAV因富马酸分泌不足导致Sphingobium yanoikuyae定植效率较低。

讨论与展望
该研究首次阐明叶际微生物通过富马酸介导的"代谢招募-生物膜形成"双途径调控PAEs积累的机制。LAV较小的叶片尺寸和较低蒸腾速率(E)可能协同促进微生物聚集体形成。未来可通过调控叶际关键代谢物或定向接种降解菌，为农产品安全生产提供新思路。研究结果发表于环境微生物学权威期刊，对理解植物-微生物共进化及污染物阻控具有重要理论价值。