aBIOTECH | 福建农林大学钟永嘉综述豆科植物如何在“免疫防御”与“根瘤菌共生”之间实现精准平衡

植物生长在一个微生物极其丰富且复杂的环境中，对于大多数植物而言，识别并抵御潜在病原菌，是其赖以生存的基本能力。然而，当面对有益微生物时，该过程则变得更加精细而微妙。以豆科-根瘤菌共生固氮为例，宿主植物不仅需要在“防御”与“建立共生”之间做出权衡，更需要通过对免疫系统的精准调控，从庞杂的根瘤菌群体中挑选出真正适合的共生伙伴。

近日，福建农林大学根系生物学研究中心钟永嘉课题组在aBIOTECH 发表了题为“Coordination of PTI and ETI in legume–rhizobium mutualism”的综述论文。该综述系统总结了植物免疫应答中PTI（Pattern-Triggered Immunity）和ETI（Effector-Triggered Immunity）协同调控豆科-根瘤菌结瘤共生的最新进展。重点梳理了豆科植物通过免疫系统PTI和ETI实现对根瘤菌的识别、调控以及建立共生，并重点说明这两者并非独立存在，而是协同工作，进而在豆科-根瘤菌共生过程中维持动态且连续的免疫稳态。

传统观点认为，PTI和ETI是两条相互独立的通路。但近年来的研究逐渐表明，PTI与ETI在信号转导、分子调控及生理输出等层面呈现出紧密的协同关系。在此基础上，本综述梳理了根瘤共生过程中免疫调控的动态变化。从根瘤菌被识别开始，植物免疫呈现出一个由“免疫激活—免疫缓和—选择性调控”构成的连续过程：在早期接触阶段，根瘤菌可诱导瞬时的免疫反应；在侵染过程中，Nod factor (NF，结瘤因子) 等信号分子对PTI反应进行调控，从而促进侵染线的形成及根瘤器官的发生；而在共生建立后，宿主则通过ETI反应，对不兼容菌株进行限制，从而实现对共生伙伴的精准选择。

图1. PTI在豆科-根瘤菌共生中的作用

文章进一步总结了两种主要侵染方式下免疫调控的差异机制：（1）经典的依赖Nod factor的根毛侵染途径，通过早期信号精细调控宿主免疫，实现早期匹配共生菌识别；（2）裂隙侵染途径则更多依赖广泛的免疫相关通路参与调控。这些差异反映了不同侵染方式与植物免疫系统之间的深度协同关系。此外，文章还重点讨论了根瘤菌与宿主之间的“博弈机制”。根瘤菌可通过分泌III型效应因子等方式主动抑制宿主免疫；相对应的，豆科宿主利用Rj2/Rfg1、Rj4、GmNNL1等抗性相关基因诱导ETI反应，对不兼容或共生效率低下的根瘤菌株进行识别与限制，从而维持共生关系的稳定和效率。

图2. ETI 对共生关系的特异性具有重要作用

值得注意的是，本文强调PTI与ETI在共生过程中相互协同构成了一个精细的调控网络。两者在下游响应上高度趋同，例如MAPK级联反应、Ca²⁺信号、活性氧（ROS）爆发以及激素调控等关键过程，均构成了免疫与共生信号的共同“交汇点”。此外，最新研究表明根瘤菌III型效应因子可直接靶向NF受体等关键共生组分，进一步强化了PTI与ETI信号模块之间的交互作用。

图3. PTI与ETI协同调控共生信号的模型

综上所述，豆科-根瘤菌共生关系的建立需要免疫系统精细动态调控，为宿主豆科植物如何区分“敌”与“友”及对其保证共生效率提供了新的视角，为提升豆科作物共生固氮效率和推动绿色农业发展提供理论依据。

福建农林大学根系生物学研究中心钟永嘉教授为该论文通讯作者，扬州大学农学院李艳君博士和福建农林大学根系生物学研究中心博士研究生施俊豪为共同第一作者。福建农林大学的李欣欣教授和王伟教授也为本文提供了宝贵意见。该研究得到了国家自然科学基金青年基金（青C）的资助。

引用本文：

Li Y, Shi J, Li X, Wang W, Zhong Y. Coordination of PTI and ETI in legume–rhizobium mutualism. aBIOTECH 2026:100042.

https://doi.org/10.1016/j.abiote.2026.100042