近日,中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所微生物智能設(shè)計(jì)與合成創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)解析了水稻根際聯(lián)合固氮菌——固氮菌農(nóng)業(yè)科A1501固氮生物膜形成的網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機(jī)制。相關(guān)成果在線發(fā)表在《生物膜和微生物組(npj Biofilms and Microbiomes)》。該研究為解析根際固氮微生物與宿主作物之間相互作用機(jī)制、大幅度增強(qiáng)田間固氮效率并實(shí)現(xiàn)節(jié)肥增產(chǎn)增效奠定了重要的理論基礎(chǔ),同時(shí)為人工設(shè)計(jì)生物膜功能模塊及高效固氮基因回路提供了重要的理論指導(dǎo)。
據(jù)團(tuán)隊(duì)首席林敏研究員介紹,生物膜指微生物為適應(yīng)復(fù)雜多變自然環(huán)境,附著于有生命或無(wú)生命介質(zhì)表面形成的一種具有社會(huì)化特征的群落結(jié)構(gòu),其基因表達(dá)調(diào)控、生理生化特性以及惡劣環(huán)境適應(yīng)如耐藥性、侵染性和競(jìng)爭(zhēng)力等方面均具有獨(dú)特性質(zhì),是當(dāng)前微生物研究領(lǐng)域的國(guó)際前沿與熱點(diǎn)。該研究采用足跡法、微量熱涌動(dòng)以及數(shù)字PCR等方法,證明RpoN作為一個(gè)轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)集線器,非編碼RNA RsmZ發(fā)揮觸發(fā)器作用,RpoS具有制動(dòng)器功能,構(gòu)成一個(gè)全新的固氮生物膜形成精細(xì)調(diào)控網(wǎng)絡(luò),確保該菌在氮匱乏條件下表現(xiàn)出最佳的耐銨固氮生物膜形成能力。
該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金以及中國(guó)農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程重大科研任務(wù)等項(xiàng)目的資助。(通訊員 崔艷)