植物与昆虫之间的氮交换是生态系统氮循环的重要组成部分。植食性昆虫通过取食从植物中获取氮，但这些氮可通过多种途径返还植物，包括食虫植物捕食、微生物降解昆虫尸体或粪便，以及植物内生杀虫真菌直接转移。其中，经植物内生杀虫真菌介导的氮转移在总氮通量中占据重要比例，对植物生长和生态系统功能具有重要影响。然而，与食虫植物和微生物分解者相比，相对近期才发现的植物内生杀虫真菌介导的氮转移机制鲜为人知。造成这一认知现状的主要原因是该过程的地下隐蔽特性——植物、真菌与昆虫之间形成的三方互作难以被观察、量化及通过实验解析。

2026年5月26日，生命科学学院方卫国团队在PNAS在线发表了题为“Volatile signaling in plant–Metarhizium–insect interactions: Implications for nitrogen cycling”的研究论文，报道了植物内生杀虫真菌绿僵菌介导植物与昆虫间氮循环的关键机制。

尽管植物与绿僵菌形成互利共生体，但绿僵菌仍是侵入植物的外来物，二者之间存在激烈的博弈。植物根系释放抗真菌代谢物caulilexin C，而绿僵菌则将其降解为无毒的挥发性物质1-甲氧基吲哚（1-MOI），以成功定植植物。该挥发性物质能够穿透土壤吸引双翅目昆虫靠近根际，与植物共生的绿僵菌随即侵染这些昆虫，并产生更多的菌丝体，这导致更多的绿僵菌定殖植物根及根际土。被强化的植物-绿僵菌互利共生体挥发更多的1-甲氧基吲哚来诱杀更多昆虫，最终形成自我强化的生态机制。通过这一自我强化的生态机制，来源于昆虫的氮流入植物，形成了一条跨界氮循环通路。该项研究发现揭示了一种自我强化的生态机制，它把植物化学、真菌代谢与昆虫行为联系起来，可能对氮循环产生广泛影响。

图1：1-甲氧基吲哚介导的植物-绿僵菌-昆虫互作及其在氮循环中的作用示意图

该研究由浙江大学生命科学学院方卫国团队、农业与生物技术学院黄健华团队及美国马里兰大学Raymond J. St. Leger团队联合完成，三位团队负责人为论文通讯作者。生命科学学院微生物所博士生唐兴远和农业与生物技术学院昆虫所博士生冯听为第一作者。

原文链接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2603282123