综述：根际与肠道微生物组的适应性与代谢趋同

这篇综述创新性地提出"内外翻转"框架，将植物根际与人类肠道微生物组（Gut Microbiome）进行功能类比，系统阐述了两大生态系统在宿主-微生物代谢互作（Host-microbiome interactions）、化学信号传导（如SCFAs、strigolactones）和免疫调节（PRRs/TLRs）等方面的进化趋同。通过比较代谢组学（Metabolomics）和合成菌群（SynComs）研究，揭示了微生物组在农业可持续性（Sustainable agriculture）和代谢疾病（如IBD）干预中的转化潜力。

　　

生态与进化背景下的宿主-微生物组组装

植物根际与人类肠道微生物组虽处于截然不同的环境，却遵循相似的生态组装原则。两者均表现出系统发育共生现象（Phylosymbiosis），即微生物群落结构与宿主进化轨迹相关。在空间生态位分化方面，根际的根际圈（Rhizoplane）与肠道的回肠/结肠区域类似，均形成功能特化的微生物群落。早期定植微生物产生的优先效应（Priority effects）对两大系统的长期稳定性具有深远影响，如人类婴儿通过垂直传播获得母体菌群，而植物则通过种子携带微生物塑造幼苗抗性。

宿主-微生物组的代谢与信号对话

宿主初级代谢物（如糖类、氨基酸）在根际作为根分泌物（Root exudates）释放，在肠道则作为消化产物，均充当微生物的营养底物和化学引诱剂。豌豆根系分泌的苹果酸与肠道黏液聚糖（Mucin glycans）功能相似，均能定向富集特定菌群。而次级代谢物如植物黄酮类（Flavonoids）与胆汁酸（Bile acids）则展现更高阶的调控功能：豆科植物通过黄酮类激活固氮菌（N-fixing bacteria），而人类肠道菌群通过胆汁酸水解酶（BSH）调节脂质代谢。

激素网络在两系统中均发挥核心调控作用。植物中茉莉酸（Jasmonic acid）通过改变根系分泌物组成响应胁迫，类似肠道中胰高血糖素样肽（GLP-1）通过调节蠕动影响菌群定植。特别值得注意的是，约90%的血清素（Serotonin）在肠道产生，其通过5-HT受体调控微生物行为，而根际中血清素水平与放线菌（Actinobacteria）丰度正相关，暗示潜在的跨界信号保守性。

免疫防御与微生物组塑造

宿主防御机制通过精确区分病原体与共生菌来维持微生物稳态。植物通过NLR蛋白触发效应免疫（ETI），而人类则依赖Toll样受体（TLRs）和适应性免疫。在化学防御方面，禾本科植物分泌苯并恶唑嗪酮（BXs）抑制病原菌但富集BX降解菌株，这与肠道防御素（Defensins）选择性抑制病原菌但促进益生菌的机制异曲同工。

微生物代谢产物的跨界趋同

色氨酸（Tryptophan）代谢在两系统中展现惊人相似性。根际假单胞菌（Pseudomonas）通过吲哚-3-丙酮酸途径合成生长素（IAA）促进植物生长，而肠道拟杆菌（Bacteroides）产生的IAA则维持肠上皮稳态。在维生素合成方面，双歧杆菌（Bifidobacterium）在肠道发酵母乳低聚糖（HMOs）产生B族维生素，类似根际促生菌（PGPR）通过维生素B₆代谢增强植物抗逆性。

短链脂肪酸（SCFAs）作为"微生物组信使"的机制尤为突出。肠道中丁酸盐（Butyrate）通过激活GPR43受体抑制炎症，而番茄根系在胁迫下释放SCFAs招募有益假单胞菌。最新发现的番茄酮A（SolA）现象更揭示类固醇信号的跨界保守性——这种植物在缺氮时分泌的分子经微生物修饰后，功能类似肠道次级胆汁酸（DCA/LCA）的免疫调节作用。

环境压力与干预策略

农药和抗生素的滥用导致两大系统微生物多样性衰减。有趣的是，农业生物农药（如Aphanocladium album）与下一代益生菌（如Faecalibacterium prausnitzii）均采用"功能菌株精准调控"策略。噬菌体疗法在根际抑制土传病原体（如Ralstonia solanacearum）的成功经验，正被转化应用于艰难梭菌（C. difficile）感染治疗。

未来研究需突破方法学限制，如单细胞组学（Single-cell omics）解析微生物空间异质性，CRISPR编辑（如ET-seq技术）定向改造菌群功能。通过整合比较微生物组学（Comparative microbiomics）数据，将有望开发跨界的微生物组干预方案——例如基于根际"缺氮求救"（Cry-for-help）原理设计肠道菌群靶向膳食纤维，或借鉴肠道免疫耐受机制优化作物根际益生菌组合。