PNAS | 德国莱布尼兹研究所揭示内生细菌保护其土壤真菌宿主免受线虫攻击！

健康的土壤可以滋养植物和动物，净化水和空气，并促进可持续农业。高度复杂和竞争激烈的土壤生态系统的特征是所有土壤微生物、动物和植物之间频繁和直接的相互作用，所有这些都需要提供矿物质和碳源。因此，主要由从腐烂物质中释放养分的腐生真菌和分解者促进的碳循环对土壤健康起着关键作用。被孢霉属真菌是最常见的土生真菌，广泛分布于世界各地，栖息于高度多样化的生态位，包括根际和植物组织。由于它们能够降解生物聚合物和异生物质，它们不仅可以提供富含能量的碳源，还可以清除环境中的污染物。被孢霉属真菌通常与健康土壤有关，被认为是农业中有价值的促进植物生长真菌。

2021年9月10日，国际权威学术期刊PNAS发表了德国莱布尼兹天然产物研究和感染生物学研究所-汉斯诺尔研究所Christian Hertweck教授团队的最新相关研究成果，题为Bacterial endosymbionts protect beneficial soil fungus from nematode attack的研究论文。

被孢霉属真菌普遍存在于土壤中，它们在碳循环、外源生物降解和促进植物生长方面发挥着关键作用。然而，这些重要的真菌受到食真菌线虫等微型捕食者的威胁，但对其保护策略知之甚少。本研究表明轮生被孢霉NRRL 6337含有一种内生细菌，可以有效地保护其宿主免受线虫与驱虫代谢物的攻击。显微研究和16S核糖体DNA分析表明，以前被忽视的属于Mycoavidus属的细菌共生体存在于轮生被孢霉菌丝中。野生型真菌和通过抗生素处理获得的无共生菌菌株的代谢谱以及基因组分析显示，最初被认为是土壤真菌的代谢产物的高细胞毒性大内酯实际上是由内生菌合成的。根据比较基因组学，该共生菌属于一个新物种（Candidatus Mycoavidus necroximicus），其2.2Mb基因组中有12%用于天然产物生物合成，包括用于苯甲内酰胺类化合物组装的模块化聚酮化合物-非核糖体肽合成酶。本研究使用秀丽隐杆线虫和食真菌线虫作为测试菌株，表明苯甲内酰胺类化合物发挥高效的驱虫活性。线虫与共生和化学互补的非共生真菌菌株共培养证明了有效的宿主保护作用。通过对线虫运动的图像分析和数学量化，可以评估其效力。本研究描述了内生细菌在保护其真菌宿主免受食真菌线虫侵害方面的相关作用。

图 1. 轮生被孢霉培养物中细胞毒性苯内酯的细菌来源

图 2. Mycoavidus属的比较基因组分析

图 3. 共生体衍生毒素的杀线虫活性

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