【LorMe新生】LorMe实验室——带我打开植物根际王国的大门

当前，“互联网+”正在对各行各业产生革命性的影响。各类公众号、社交账号等自媒体正在以绚丽多彩的形式影响改变我们对未知世界探索的方式，在信息爆炸式传播的同时，也为各行各业提供一个交流探讨的平台并激发行业新的活力点。当学术科研遇上了自媒体，不仅仅使文献阅读更加方便高效，在另一方面，每篇推文风格各异，有血有肉，把冷冰冰的文献和数据都讲述成一个个故事，让读者从开放地阅读加入开放地讨论，在不断地交流中能有所收获。很高兴遇见你，LorMe实验室。

1.LorMe实验室的主要工作是什么呢？

最近阅读公众号的推文后，我对LorMe实验室有了初步的了解。大体上来说，团队以根际微生态研究为主，致力于调控根际环境，最终保障植物健康生长。通俗上来说植物根际好比是一个王国，王国中有各种身份、分工不同的个体，如细菌、真菌、病毒（噬菌体）等生物，他们性格各异，本事不同，在他们之间相互影响，有的相互协作，有的互为敌友，还有的纠缠不清，时刻都在围绕着他们的城堡——植物根系，发生着有趣的故事。这些故事需要我们去探索发现，为的是了解如何调控根围生物群落结构和功能，更好地保障植物健康生长。我最感兴趣的部分是土传病原菌侵染及防治，公众号中多次提及土传病，并且团队很早就开始研究它的防治措施，现如今也取得了巨大的进展。

2.什么是土传病害？它的侵染机理以及植物的应对措施？

首先，我们要了解什么是土传病原菌侵染。土传病原菌侵染是植物在土壤中遭受的一种生物逆境，病原菌一般通过植物根部伤口或分解植物细胞壁进入植物内部，造成细胞功能损失，甚至会导致植物死亡，这会造成作物品质和产量下降，造成严重的经济损失。然而为了保护植物免受根际病原菌的入侵，定殖在植物根际的土著微生物便成为阻挡的第一道关卡，物种多样性丰富的根际微生物群落可有效抵御植物病原菌的入侵，因为该微生物群落有更大的可能性包含功能多样性的物种，如利用不同种资源的能力。土壤微生物包括细菌、真菌、原生动物和病毒等微小生物，它们在根际形成复杂的生物互作网络，增强养分吸收、改善根系结构和保护宿主免受生物和非生物胁迫，对作物的生长和健康有重要的影响。因此土壤中病原菌污染严重威胁了公共健康和环境安全，成为土壤学领域的重要难题之一，亟需有效灭活病原菌、降低环境风险的方法。

3.LorMe实验室关于土传病害的研究进展及可行的防治措施？

根据LorMe实验结果表明，连作会导致植物土传病害加剧。通过实验，研究人员提出番茄根系分泌物可能会促进青枯菌侵染，因此根据连作体系下番茄根系分泌物促进土传青枯病菌的机制提出三个假说：假说一，利病菌物质积累增加利于病菌的营养物质和信号，向根际聚集并大量增殖，青枯菌根际竞争能力增强；假说二，化感物质积累，破坏根际微生物群落结构和功能，根际“益生军团”抵御土传青枯菌入侵的能力减弱；假说三，自毒物质积累损伤根细胞、抑制根活力等，根系“防护墙”破损，青枯菌入侵物理障碍减弱，从而使土传病害加剧。

关于土传病原菌的防治，先了解生防细菌竞争抑制和噬菌体寄生侵染两种策略阻控病原菌（青枯菌）侵染。这里提到的是竞争抑制和寄生侵染双重胁迫，因为研究发现相对于单一防治措施，寄生侵染型噬菌体和竞争型生防细菌配合能有效提高土传青枯病防控效率，能显著抑制青枯菌的入侵，并且一直将病原菌数量控制在较低的水平。总得来说，病原菌在多重胁迫下，受到从寄生、拮抗竞争两个角度的“攻击”，在优先响应噬菌体的胁迫，进化出对噬菌体的抗性后，对生防菌的防御能力变得薄弱，导致其更加敏感。

由于细菌噬菌体具有较为专一的寄生、捕食和裂解宿主细菌的特性，采用噬菌体疗法靶向追踪削减土壤生态环境系统中多种致病细菌的方式是一种具有广泛应用潜力的绿色生物管控技术，目前已得到国内外学者的高度重视，正成为致病细菌生物污染土壤防治领域内新的研究热点。然而噬菌体疗法是什么呢？噬菌体疗法是通过筛选、纯化和富集特定宿主致病细菌的专属性烈性噬菌体，向致病细菌污染的生态环境介质中添加特定噬菌体菌液，定向侵染并灭活致病细菌的治疗方式。由于噬菌体具有相对特异性侵染某一种或同一属内几种高度同源性宿主细菌的特点，因而噬菌体疗法具备天然的靶向性和追踪性，不会对目标致病细菌以外的其他健康细菌群落产生直接或迅速的灭活作用，这也是相较于传统广谱性抗生素疗法的优点之一。

噬菌体吃出来的小洞

4.形成有条理的科研思路以及建立科研“自豪感”

研读下来我觉得最应该学习的是实验室各位老师师兄师姐的科研思路，就比如土传病害，在了解了它的侵染特性后，国内外的专家学者先是想利用噬菌体专性侵染细菌的特点，提出或许可以用噬菌体疗法防治土传病原菌，但是要知道噬菌体也不是一劳永逸的，研究人员也要针对它抑菌范围窄和会使目标菌产生抗体提出解决方案，而不是发现噬菌体可以抑制细菌就万事大吉了；再比如对连作导致植物土传病加剧的研究上，实验人员先是发现连茬作物根系分泌物和代谢产物积累，植物吸收养分受阻，病原菌大量繁殖，根据以上情况提出根系分泌物是否是土传病的“帮凶”？它的影响是怎么样的？为何它失去了抑制病害发生的能力？这样层层递进的科研思路，是眼下我最需要学习的内容之一！这是制定实验方案，使实验顺利展开的基础。

浏览过所有文章后，让我震撼的是团队夜以继日的努力成就了丰硕的科研成果。在公众号里有对科研工作的真实描写镜头，师兄师姐们全身心投入，一丝不苟，为我们这群实验室新人树立了学习的目标。这些科研成就并不像我印象中看到的停留在纸张上一笔带过的几年乃至十几年几十年的科研结论，而是点点滴滴积累起来的。在日常的科研实验中，也常会有挫折和失败，但是就在这样的逆境中，他们还是克服了一个又一个难题，提出一个又一个假设，在科研的道路上依旧砥砺前行着，我又有什么理由为了现阶段一点点小小的磨难而自暴自弃呢？看着公众号中的文章从最开始的“我们正努力寻找相关证据，期望有所突破”到后面已经作出的巨大突破，我感到无比的骄傲自豪，因为我即将成为他们中的一员！

公众号里有一篇文章的题目是成为故事中的一员，开头是韦中老师说的一句话，我觉得是我读下来最大的收获，他是这样说的：“不是每个人都能成为故事的主角，重要的是努力成为故事的一员，成为自己生命中的主角”。我通过自己的努力，加入了咱们这个团队，但能不能在这个故事中留下自己的故事，能不能在故事中不留遗憾，成就自己的故事，是我现在，乃至未来两年仍需要努力的目标。最后，引用这篇文章的最后一句话：走上研究生这条路，绝不是让你在学生期间就能研究出造福人类的成果，而是让你掌握造福人类的技能：质疑、实干、科学、创新。