中国科学院分子植物科学卓越创新中心的研究团队与瑞士洛桑大学合作，在国际顶级学术期刊《科学》上发表了一项突破性成果。该研究首次揭示了植物根系如何通过特定机制调控微生物在其表面的空间分布，为理解植物与微生物的共生关系提供了全新视角。
研究团队以植物幼苗根系为模型，发现微生物在根系表面的分布并非随机，而是呈现明显的空间规律性。这一现象的背后，是植物根系通过一种名为“凯氏带”的结构实现的精准调控。当凯氏带出现特定“缺口”时，根系内的氨基酸等营养物质会向外泄漏，其中谷氨酰胺的浓度变化对微生物的定植行为具有显著影响。
“微生物就像被营养物质吸引的‘小生物’，它们会朝着营养丰富的区域移动。”研究负责人周峰研究员解释道。他指出，植物通过控制凯氏带的通透性，既能稳定内部营养，又能选择性地吸引有益微生物，同时抑制病原菌的过度繁殖。这种机制对维持根际微生物群的平衡至关重要。
在应用层面，该发现为开发新型微生物肥料提供了理论依据。通过设计含特定氨基酸的肥料，可以精准引导有益菌群在作物根系定植，从而提升养分吸收效率和抗逆能力。这一成果不仅深化了人们对植物-微生物相互作用的理解，也为农业可持续发展提供了新的技术路径。
论文的封面设计背后还有一个有趣的故事。最初，研究团队拍摄的一张荧光标记根系照片因侧根处细胞轮廓模糊而被认为不够完美。然而，当周峰将照片展示给年幼的孩子们时，他们分别用“膝盖发炎”和“黑洞吞噬”来形容侧根处的微生物分布。这种不同视角的解读启发了研究团队，最终这张照片被选为《科学》的封面图片，并获得了编辑部的高度评价。
“科研的魅力就在于它的不确定性。”周峰回忆道。研究初期，团队曾假设糖类是吸引微生物的主要物质，但最终发现是特定氨基酸在发挥作用。这种意外发现正是科学探索的乐趣所在。从2020年启动研究到最终发表成果，团队拍摄了数千张照片，经历了无数次实验和调整。
中国科学院分子植物科学卓越创新中心主任韩斌院士表示，中心将持续支持原创性基础研究，鼓励科研人员探索未知领域。“我们希望培养更多敢于挑战科学难题的青年人才，而不是急于追求短期成果。”
这项研究始于周峰在瑞士洛桑大学博士后期间的一个初步发现。当时他就注意到，根系不同位置的微生物定植量存在显著差异。多年后，在中瑞两国科研团队的紧密合作下，这一观察最终转化为具有原创意义的科学突破。瑞士合作者尼科·格尔德纳教授在视频分享中强调，跨国际合作带来的资源整合和思维碰撞是单靠一方难以实现的。
