不同栽培系统会改变植物组织养分或者次级代谢产物的产生，从而影响下一营养级如昆虫的取食。然而，地下部生长基质对于地上部植物-昆虫相互作用的影响及其潜在机制尚不清楚。近日，SCIENCE CHINA Life Sciences在线发表了沈其荣院士团队的研究成果：Growth substrates alter aboveground plant microbial and metabolic properties thereby influencing insect herbivore performance。该研究发现了叶片和昆虫中微生物群落的连通性，阐明了作物叶片营养物质和代谢物对昆虫取食的作用，解析了栽培方式通过“土壤-植物”系统影响植食者肠道微生物组成及取食偏好的机理。

本研究通过对多营级的代谢组和微生物组进行联合分析，发现硝酸盐和无土栽培下植物叶片中富集的代谢物能促进昆虫的取食，而土壤栽培下植物叶片中富集的代谢物能减少昆虫的取食。此外，还发现植物叶片微生物（Sporolactobacillus, Haliangium等）与昆虫的取食显著相关，而其他微生物（Ramlibacter和Methylphilus等）与肠道微生物组显著相关。地下部底物的选择改变了地上部植物组织的代谢物和养分含量，从而影响叶片微生物组的组成，进而通过改变的叶片微生物组直接或间接地改变肠道微生物组并影响地上部昆虫的取食偏好，这为农业系统中作物病虫害防控提供理论基础。

资环学院袁军副教授为文章第一作者，沈其荣院士为通讯作者，本小组文涛、杨盛蝶、张超等人参与了该项研究。该研究获得了国家自然科学基金、江苏省优秀青年基金、江苏省“青蓝工程”、江苏省优秀博士后人才资助计划等的资助。

全文链接：http://doi.org/10.1007/s11427-022-2279-5