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Current Biology | 土壤细菌充当毒素“海绵”保护真菌免受吩嗪的侵害!

知今 Ad植物微生物 2022-11-03

许多对环境和临床有重要意义的真菌对有毒的、由细菌产生的、有氧化还原作用的分子(称为吩嗪)很敏感。尽管容易受到吩嗪的攻击,但真菌居住在含有吩嗪辛生产者的微生物群落中。由于许多真菌不能经受吩嗪的挑战,但一些细菌物种可以(eLife | 植物与微生物的相互作用:揭秘天然的抗生素—吩嗪!)。

2021年11月22日,国际权威学术期刊Current Biology发表了美国加州理工学院Dianne K. Newman(Current Biology | 新观点:根际微生物通过关键代谢物塑造群落的时空发展与农业生产力!eLife | 吩嗪合成和降解分析揭示了农业土壤和作物微生物组中物种特有的定殖模式团队的最新相关研究成果,题为Soil bacteria protect fungi from phenazines by acting as toxin sponges的研究论文。



科研人员假设细菌伙伴可能在富含吩嗪的环境中保护真菌。本研究从一个土壤样本中共同分离出几个这样的物理关联的配对。结果发现了新物种Paraburkholderia edwinii,并证明它可以通过封存苯并芘-1-羧酸(PCA)来保护共同分离的曲霉菌物种,充当毒素海绵;反过来,它也获得保护。当受到PCA的挑战时,P. edwinii改变了它的形态,在生长的真菌菌落中形成聚集。此外,真菌伙伴引发P. edwinii封存PCA,并通过促进缺氧和高还原性环境来维持限制PCA毒性的条件。对P. edwinii的诱变筛选显示,这种保护程序依赖于胁迫诱导的转录抑制蛋白HrcA。结果表明,应对PCA挑战的一个相关的胁迫源是真菌酸化,并且酸的胁迫使P. edwinii的行为就像真菌存在一样。最后,揭示了这种现象在Paraburkholderia中广泛存在,在细菌和真菌伙伴中具有适度的特异性,包括植物和人类病原体。本研究结果表明了一种共同的机制,真菌可以通过这种机制进入富含吩嗪的环境,并为其研究提供了一个可行的模型系统。

•吩嗪耐受真菌-细菌配对的共分离
•在没有细菌伙伴的情况下,真菌伙伴对吩嗪敏感
•细菌P. edwinii通过隔离这种抗生素而起到毒素海绵的作用
P. edwinii的保护反应部分由真菌引起的pH值变化触发

图 1 真菌和保护性细菌伙伴的共分离

图 2 P. edwinii在真菌菌落中心形成聚集体以响应PCA

图 3 P. edwinii充当毒素海绵

图 4 hrcA调控P. edwinii的保护反应

图 5 P. edwiniiAspergillus物种通过改变氧气可用性、还原电位和pH值来响应PCA

图 6 保护反应在其他Paraburkholderia物种中是保守的,并显示出部分特异性

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