让竞争对手远离推动植物微生物群的定植成功

近年来，微生物群 - 主要由细菌和真菌组成的微生物群落，存在于所有真核生物(包括人类，动物和植物)中 - 由于其对真核宿主的健康和生长的贡献而成为焦点。

具体来说，生长在土壤中的植物的根系微生物群已被证明对植物矿物质营养、防止植物病原体和耐受干旱等非生物胁迫很重要。定义建立这些微生物群落的规则是控制微生物群干预的关键，以增强其对植物宿主的有益服务。研究人员已经确定了影响根部微生物群建立的植物和环境信号，但微生物 - 微生物竞争在这一过程中的重要性仍然难以捉摸。

1928年，亚历山大·弗莱明(Alexander Fleming)报道了抗生素介导的两种微生物在实验室条件下的抑制作用，从而可以识别青霉素，对现代医学产生破坏性后果。同样，对于一些土壤和根相关微生物，具有抑制活性的分子的产生是众所周知的，以控制微生物植物病原体。

在这项发表在《美国国家科学院院刊》上的研究中，研究人员使用了从鼠耳水芹拟南芥根部分离出的大量细菌，并研究了它们产生具有抑制活性的分子的能力。这导致鉴定出一种称为芸苔假单胞菌的细菌，它对根微生物群中的许多其他细菌具有异常高的抑制活性。

科学家们发现，这种活动主要是由两个分子介导的，它们协同作用以阻止微生物竞争对手。第一个分子是一种抗菌剂，称为2，4-二乙酰根三酚，而第二个分子清除必需的微量营养素铁，从而从细菌竞争对手那里窃取它。

然后，研究人员使用P. brassicacaearum突变体来阻止这两种分子的产生，并测试它们是否与细菌竞争对手存在的根定植有关。为了验证这一假设，他们在存在P. brassicacearum突变体或野生型菌株的情况下，用简化的细菌群落重新填充无菌小鼠耳水芹的根部。国际团队能够证明，这两种天然化学物质 - 由单个细菌产生 - 不仅影响根微生物群的结构组织，而且还使P. brassicacacarum在定植和支配根生态位方面具有优势。

这项工作支持细菌之间的化学战对于成功宿主定植的重要性。这些结论对农业生物制剂的发展也有影响，因为它们预测在简化的实验室环境中观察到的抑制活性可以在田间条件下扩大规模。这是开发更可持续的作物保护技术和了解植物微生物群内部运作的基石。

“了解自然界中的微生物如何利用天然化合物化学来塑造微生物联盟，为其植物宿主提供有益的服务，真是令人惊讶，”项目负责人Paul Schulze-Lefert说。

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