6月13日,科技日報記者獲悉,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所農(nóng)業(yè)微生物資源團隊在微生物肥料菌種與植物互作方面取得新進展,揭示了芽孢桿菌利用Ⅶ型分泌系統(tǒng)在菌—植接觸早期快速在根表定殖的策略。相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然·微生物學(xué)》上。
根際益生菌是微生物肥料的主要菌種,高效的根際定殖是其發(fā)揮植物益生功能的前提。能被植物吸收的二價鐵是根際環(huán)境中的稀缺資源,也是益生菌在根表定殖的必需元素。根際益生菌一旦在根表定殖形成生物被膜,則可通過其鐵載體和生物被膜基質(zhì)持續(xù)幫助宿主植物從土壤中獲取鐵元素。所以,快速啟動益生菌在植物根表的定殖成膜對植物非常有利。
該研究以生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用的微生物肥料菌種貝萊斯芽孢桿菌SQR9為研究材料,發(fā)現(xiàn)其Ⅶ型分泌系統(tǒng)分泌的YukE蛋白能在菌—植互作早期直接插入根細胞膜,導(dǎo)致短暫性的根細胞鐵泄漏,從而快速獲取鐵繼而啟動根表定殖。這種“先借后還、借少還多”的菌—植互作,代表了一種全新的根際益生菌—植物之間的互作模式,為以根際益生菌為代表的微生物肥料高效發(fā)揮作用提供了理論指導(dǎo)。