Cell Reports | 西班牙CSIC揭示化学作用和互补的适应性策略影响植物益生菌的拮抗和共存！

生活在多物种群落中的微生物不断地相互作用，争夺稀缺资源，如营养物质和空间，这些资源最终是决定群落进化和成功的关键因素。因此，了解细菌物种如何互动、交流和进化以共存或击败竞争对手是微生物生态学的一个主要兴趣。具体来说，植物生态位往往代表着一种竞争环境，在这种环境中，微生物不断地争夺由植物分泌的或在土壤中发现的营养物质。细菌对养分和空间的竞争可以在生态学和进化学上包含在Smith和Price于1973年提出的博弈理论中。最近，一些研究集中于分析细菌竞争，以及资源、空间、细胞密度、互惠和挑衅在细菌竞争和共存中的相关性。当共存的菌株需要类似的资源，或者细胞混合在一起共享营养和分泌物时，竞争是有利的。此外，一个竞争感应假说提出，由于生理应激反应和感应机制，细菌细胞有能力检测和应对竞争。在这些情况下，特定代谢途径的激活以及信号化合物、铁载体、抗生素和群体感应感应分子的生产和分泌是介导种间和种内互动以及菌界间交流的细菌因素（PNAS | 康奈尔大学研究揭示碳代谢中的分层路径有利于缺铁土壤假单胞菌的铁清除策略！ISME | 天津农科院揭示蔗糖触发新的信号级联反应促进生防细菌在植物根际的定殖！Plant Journal | 与根瘤菌竞争！尖孢镰刀菌利用基因改变大豆根际微生物群落!）。

2021年7月27日，国际权威学术期刊Cell Reports发表了西班牙高等科研理事会（IHSM-UMA-CSIC）Diego Romero团队的最新相关研究成果，题为Chemical interplay and complementary adaptative strategies toggle bacterial antagonism and co-existence的研究论文。

细菌群落处于持续的适应性和进化的生存竞赛中。在这篇文章中，科研人员扩大了对化学相互作用和特定突变的认识，这些突变调节了两种植物有益菌--绿针假单胞菌（Pseudomonas chlororaphis）PCL1606和解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）FZB42之间从拮抗到共存的过渡。科研人员揭示了芽孢杆菌产生的bacillaene的杀菌活性依赖于与绿针假单胞菌的蛋白延伸因子FusA的相互作用，以及该蛋白的突变如何导致对bacillaene和其他蛋白翻译抑制因子的耐受。此外，科研人员描述了与甘油激酶GlpK的突变有关的解淀粉芽孢杆菌对抗菌化合物的非特异性耐受是如何由芽孢杆菌细胞膜渗透性的降低以及其他多种反应所引起的。科研人员的结论是，营养物质的专化和基本生物功能的突变是细菌的适应性动态，导致两个主要的竞争性细菌物种的共存，而不是它们的相互消亡。

图1. 绿针假单胞菌和解淀粉芽孢杆菌在King'sB介质中相互排斥

 图2. 绿针假单胞菌和解淀粉芽孢杆菌的假定抗菌化合物的产生和空间分布

 图3. Bacillaene是解淀粉芽孢杆菌产生的一种抑制细菌的化合物，可以阻止绿针假单胞菌的生长

 图4. 绿针假单胞菌FusA的突变赋予了Bacillaene抗性

 图5. 解淀粉芽孢杆菌的glpK突变体遭受多效性变化，保护免受绿针假单胞菌的抗菌作用

 图6. glpK的突变引起膜硬度和通透性的变化

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