利用CRISPRi-seq全基因组探究枯草芽孢杆菌根部定殖的遗传需求

枯草芽孢杆菌（*Bacillus subtilis*）是一种已知的植物促生根际细菌，但其实现有效根部定殖的遗传基础仍缺乏深入研究。在本研究中，我们采用全基因组CRISPR干扰测序（CRISPRi-seq），系统鉴定了枯草芽孢杆菌3610菌株在拟南芥（*Arabidopsis thaliana*）根部早期定殖过程中所需的基因。我们利用全基因组可诱导CRISPRi文库，筛选细菌在水培根部定殖过程中的适合度。在相同条件下开展的配套RNA测序进一步揭示了根部相关细胞所处的独特转录状态。我们鉴定出249个影响根部定殖的基因。研究发现，细胞包膜重塑在早期根部定殖过程中发挥关键作用，尤其涉及壁磷壁酸合成及其D-丙氨酰化。此外，我们观察到细菌代谢向以三羧酸循环驱动的好氧生长转变，并伴随果糖摄取、对孢子形成、感受态形成及前噬菌体程序的主动抑制，以及次级代谢产物生物合成的诱导。本研究确立了CRISPRi-seq作为解析与可持续农业相关的细菌—植物相互作用的有力工具。

枯草芽孢杆菌（*Bacillus subtilis*）是一种已知的植物促生根际细菌，但其有效根部定殖的遗传基础仍研究不足。在本研究中，我们采用全基因组CRISPR干扰测序（CRISPRi-seq），系统鉴定了枯草芽孢杆菌3610菌株在拟南芥（*Arabidopsis thaliana*）根部早期定殖过程中所需的基因。我们利用全基因组诱导型CRISPRi文库，筛选细菌在水培根部定殖过程中的适应性。同时，在相同条件下开展的互补性RNA测序进一步揭示了根部相关细胞所处的独特转录状态。我们鉴定出249个影响根部定殖的基因。研究表明，细胞包膜重塑在早期根部定殖过程中发挥关键作用，尤其是壁磷壁酸合成和D-丙氨酰化。此外，我们观察到细菌代谢向以三羧酸循环驱动的好氧生长转变，并伴随着果糖摄取、对孢子形成、感受态及前噬菌体程序的主动抑制，以及次级代谢产物生物合成的诱导。本研究确立了CRISPRi-seq作为解析与可持续农业相关的细菌—植物相互作用的有力工具。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.10.750580v1?rss=1

🏷️ 枯草芽孢杆菌 根部定殖 CRISPRi-seq 细菌-植物互作 遗传需求 细胞包膜重塑