植物通过释放根际代谢物质主动塑造根际微生物群落，这些代谢物质能够选择性招募有益微生物，从而促进植物健康并抑制病原体（Canarini等，2019；Upadhyay等，2022）。根际分泌物包括有机酸、糖类和其他次级代谢物，它们有助于促进植物与微生物的相互作用，影响微生物群落的组成并激活植物的免疫反应（Zhalnina等，2018；Zhou等，2022）。例如，黄瓜会分泌有机酸（如富马酸和柠檬酸），这些酸能促进有益细菌（如Bacillus amyloliquefaciens）的增殖，从而提高植物对土传病原体的抵抗力（Liu等，2014）。类似地，酚类化合物和糖类也被发现能改变微生物群落，进而提高抗病性（Badri等，2009）。植物基因型也影响不同植物分泌的根际分泌物成分及根际微生物群落的构成（Pang等，2021；Yusuf等，2025）。
宿主基因型在构建根际微生物组中起着关键作用。然而，最近的研究表明，为获得内在抗性而进行的育种可能会无意中阻碍有益微生物的招募，这揭示了一种进化上的权衡（Karasov等，2018；Kwak等，2018）。Wen等（2020）的研究发现，易感黄瓜品种分泌的有机酸浓度高于抗性品种，尤其是丙酮酸、柠檬酸和琥珀酸，这促进了Comamonadaceae等有益菌类的富集。这一观察结果表明，根际分泌物介导的微生物招募可能是易感品种的一种补偿机制，有助于降低病害发生率。这种方法为通过模拟植物分泌物的自然招募机制，将通常与抗性基因型相关的有益微生物特性转移到易感品种提供了新的途径。对于黄瓜生产而言尤其重要，因为Fusarium枯萎病一直是一个持续存在的挑战（Patil和Sriram，2020）。Fusarium oxysporum f. sp. cucumerinum具有很强的生存能力，能够在土壤中存活多个种植周期，并在连续种植第三年时使病害发生率超过70%（Huang等，2019a；Huang等，2019b；Sharma和Shukla，2021）。
最近，一些初级和次级代谢物质因其在抑制病害方面的关键作用而被归类为益生元，因为它们能促进有益微生物的招募且不会被病原体代谢（Wen等，2023；Zhao等，2021）。利用植物来源的益生元通过根际微生物组工程增强植物抗性已成为一种有前景的方法（Wen等，2023；Zahan等，2021）。例如，在感染Pseudocercospora camelliae-sinensis的茶树根际施用酚类酸和黄酮类化合物，可以选择性招募有益微生物（如Trichoderma、Gliocladiopsis、Penicillium、Streptomyces、Burkholderia和Bacillus），这些微生物共同促进了病害的抑制（Wang等，2021）。这些相互作用通过趋化性、群体感应和生物膜形成等机制实现，其中特定代谢物质作为微生物群落的信号或资源（Upadhyay等，2022）。理解这些动态对于开发利用根际分泌物促进有益微生物群落并提高植物抗病性的策略至关重要。然而，这种机制在不同黄瓜基因型中对Fusarium枯萎病的抗性贡献程度尚不明确，其他根际分泌物成分（如氨基酸）的作用也需要进一步研究。
Zhang等（2023）观察到六种黄瓜品种在Foc感染下的根际微生物群落组成发生了显著变化，并确定了特定细菌类群与黄瓜抗性之间的关联：抗性品种CL11中的Massilia、中度抗性品种ZN106中的Cronobacter、JY409中的Pseudomonas，以及易感品种ZN6中的未分类的根瘤菌科（Rhizobiaceae）和链霉菌（Streptomyces）。在Foc感染的ZN6中，占主导地位的Massilia细菌数量显著减少，这表明根际微生物群的破坏可能与病原体入侵有关。尽管这些发现为品种特异性的微生物组差异提供了宝贵见解，但其背后的机制基础（尤其是根际分泌物的作用）仍需进一步探索。以往的研究（Wen等，2020；Zhang，2023）是在受控温室条件下进行的，无法反映自然连续种植系统中Foc的高持续性和致病性（Huang等，2019a；Huang等，2019b）。与仅关注微生物变化的研究不同，本研究将根际分泌物分析与田间条件下的微生物群落分析相结合，为植物、微生物和病原体之间的相互作用提供了新的生物学见解。
为了解决这些不足，本研究调查了在自然感染Foc的连续种植土壤中生长的抗性（CL11）和易感（ZN6）黄瓜品种的根际微生物群落结构中根际分泌物的作用。选择这些品种是因为它们具有明显的表型差异（Zhang等，2023），这为研究根际分泌物在调节根际微生物群落中的作用提供了清晰的对比基础。本研究旨在：（i）确定抗性和易感品种是否招募不同的有益微生物群落（包括有症状和无症状植株）；（ii）阐明特定根际分泌物特征在驱动这些微生物变化中的作用；（iii）评估外源施用特定分泌物化合物是否可以抑制病害并改变根际微生物群落组成。研究假设抗性和易感品种通过根际分泌物选择性招募不同的有益微生物群落，从而增强对病原体的抑制作用。本研究通过将分泌物化学成分与微生物群落组成和病害结果联系起来，为基于微生物组的策略奠定了基础，从而提高作物对土传病原体的抗性。
