综述：有益土壤微生物作为植物-昆虫互作驱动因素的视角

这篇综述系统阐述了有益土壤微生物（如AMF和PGPR）通过调控植物生长、次生代谢物和挥发性有机物（VOCs）三大通路驱动植物-昆虫-天敌互作的机制，强调了其在可持续农业害虫防控中的应用潜力与当前研究的局限性。

　　

有益土壤微生物如何塑造植物-昆虫-天敌的复杂博弈

引言

植物与土壤微生物的共生关系是自然界最古老的联盟之一。丛枝菌根真菌（AMF）和植物根际促生菌（PGPR）等有益微生物通过根系定殖，不仅提升植物对水分、氮磷的吸收效率，还能重塑植物生长速率、营养组成、次生代谢物（如酚类、萜烯类）和挥发性有机化合物（VOCs）的合成。这些微观层面的变化，如同植物向外界发送的加密信号，直接或间接影响着植食性昆虫的取食行为、发育表现，甚至天敌昆虫的搜寻效率。

通路一：植物生长与营养的蝴蝶效应

微生物对植物生长的调控堪称一场精密的“外科手术”。AMF通过扩大根系吸收面积，将原本锁在土壤中的磷元素转化为植物可利用形式，而PGPR则分泌生长素（如IAA）刺激根系分枝。番茄接种PGPR后，叶片中游离氨基酸含量提升30%，但这一“营养强化”可能成为双刃剑——蚜虫繁殖率随之升高，而玉米接种AMF后，叶片磷含量增加却导致草地贪夜蛾（Spodoptera frugiperda）幼虫体重下降15%。这种矛盾现象揭示了“营养陷阱”假说：高氮组织可能吸引更多害虫，但某些情况下，碳氮比（C/N）的失衡反而抑制昆虫发育。

通路二：次生代谢物的化学防御密码

植物次生代谢物是微生物与昆虫博弈的化学武器库。AMF定殖的番茄植株中，绿原酸和茄碱（α-tomatine）含量显著上升，使烟青虫（Manduca sexta）幼虫的化蛹率降低40%。更微妙的是，茉莉酸（JA）信号通路的激活如同植物免疫系统的“警报器”——接种AMF的番茄在遭受虫害后，JA水平在6小时内飙升3倍，触发防御基因的级联反应。但这一机制对专食性昆虫（如马铃薯甲虫）可能失效，因其已进化出解毒酶系统，将毒素转化为生长助推剂。

通路三：VOCs——无形的信息战

微生物调控的VOCs是生态系统的“摩斯密码”。当蚕豆接种AMF后，释放的β-石竹烯吸引蚜茧蜂的效率提升60%，而番茄根系受PGPR诱导产生的(Z)-3-己烯醇醋酸酯则能引导昆虫病原线虫精准定位根蛆。不过，某些单萜类物质（如α-蒎烯）过量释放可能干扰捕食性蝽类（Podisus maculiventris）的定位能力。最新研究发现，玉米根系在AMF作用下产生的樟脑和桧烯，能吸引特定线虫品系，这种“地下信号中继站”的机制为土传害虫防控提供了新思路。

挑战与未来方向

当前微生物应用的“阿喀琉斯之踵”在于环境依赖性——同一PGPR菌株在温室中使番茄产量提高20%，但在大田因土壤pH差异可能完全失效。商业化菌剂中活菌数不足标称值的10%已是行业痛点。更严峻的是，气候变化正在改写规则：干旱条件下，AMF对小麦的促生效应消失，而洪水胁迫则可能彻底洗脱根系已定殖的微生物群落。未来研究需聚焦三大突破点：1）开发基于合成微生物群落（SynComs）的“微生物鸡尾酒疗法”；2）利用CRISPR技术编辑作物与微生物的互作基因模块；3）建立全球菌剂活性认证体系。

这场由土壤微生物主导的“植物防御革命”，正从实验室走向田间。尽管道路曲折，但其融合生态智慧与农业实践的潜力，或将成为减少化学农药依赖的关键转折点。