PNAS | 北卡教堂山分校Jeff Dangl团队揭示共生细菌群落对根部免疫系统的特异性调节！

在自然环境中，植物与各种各样的微生物建立了密切的相互作用。植物具有先天免疫系统，基于对非自身或改良的自身分子的感知，从而抵御潜在的入侵者（Science | 重磅研究揭示植物如何区分有益和有害微生物！Cell | 瑞士洛桑大学研究揭示植物根部免疫系统如何区别对待病原微生物和有益微生物！Cell Host & Microbe | 植物根部采用细胞层特异性程序响应病原微生物和有益微生物！）。然而，未知的是，面对复杂的植物免疫系统，由共生细菌组成的微生物群落是如何在根部定殖的，而该免疫系统已经进化到可以识别与微生物相关的分子模式（PNAS | 中科院王二涛团队揭示受体竞争可以区分水稻的共生和免疫信号！）。微生物相关分子模式（MAMPs）是进化上保守的微生物分子，通过特定细胞表面受体的细胞外检测可引发一系列生物化学反应，统称为MAMP触发免疫（MTI）。表征良好的MAMPs包括几丁质、肽聚糖和flg22（在细菌鞭毛的主要构件FliC中发现的22个氨基酸的抗原决定簇）。病原体用来干扰MTI的策略种类繁多，突出了植物免疫系统检测MAMP的重要性，而未能做到这一点通常与丧失毒力有关（Cell Host ＆ Microbe | Jeff Dangl团队揭示共生菌群通过MAMP多样性调节植物免疫！Cell Host & Microbe | 背靠背！Jeff Dangl团队揭示拮抗多效性调节植物免疫的机制！）。然而，人们对MTI是否超越病原性相互作用或如何发挥作用还没有很好的了解。

2021年4月20日，国际权威学术期刊PNAS发表了美国北卡罗来纳大学教堂山分校Jeffery L. Dangl（近5年50篇高水平文章！Jeff Dangl院士团队在植物微生物互作领域取得重大进展！Science重磅 | 北卡教堂山分校和诺丁汉大学研究揭示微生物改变植物根系通透性！Nature | 重磅！Jeff Dangl团队揭示微生物组中的单一细菌属维持根的生长）团队的最新相关研究成果，题为Specific modulation of the root immune system by a community of commensal bacteria的研究论文。科研人员研究了植物免疫系统功能和根部微生物群落之间的相互作用。并且报告说，与根部相关的共生细菌在群落的背景下积极抑制宿主的免疫反应。抑制菌和非抑制菌同时存在于根部微生物组中，前者的存在可以增强后者的定殖能力。科研人员强调了植物免疫系统特定部分的作用及其在门控微生物对根部侵入中的抑制作用。

在这篇文章中，科研人员证明了根部共生细菌群落可调节拟南芥免疫系统的一个特定且进化上保守的区段。科研人员确定了一组强大的、分类学上多样化的MTI抑制菌株，它们是有效的根部定殖者，尤其可以增强其他经过测试的共生细菌的定殖能力。科研人员通过显示2型（而不是3型）分泌系统是一种强大的MTI抑制菌株的免疫调节活性所必需的，从而强调了细胞外策略对MTI抑制的重要性。科研人员的发现表明，共生菌的根部定居是由MTI控制的，而MTI又可以由代表性细菌根部菌群的特定成员选择性地调节。

图1：由35株细菌菌株（SynCom35）组成的合成群落可调节拟南芥免疫系统的一部分

图2：flg22响应的抑制是SynCom35成员之间的共同特征

图3：抑制植物免疫系统的微生物群落成员，无论是单联还是在SynComs的背景下，都是拟南芥根部更好的定殖者

图4：免疫调节细菌增强了其他共生菌株的根部定殖能力

图5：D. japonica MF79需要T2SS来抑制根部对flg22的响应

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