根系相关细菌对拟南芥和莱茵衣藻的保守抑制机制

由 root 提交于 周四, 09/17/2026 - 08:47
土壤细菌能够在不引起可见病害的情况下定殖于植物体内,但其中许多会抑制宿主生长。由于在植物中对数百株分离菌进行表型分析的速度极其缓慢,这种隐性抑制的普遍程度及其演化范围尚不清楚。在本研究中,我们采用单细胞藻类莱茵衣藻(*Chlamydomonas reinhardtii*)作为绿色谱系的可扩展替代模型。在莱茵衣藻菌苔上筛选了148株植物相关细菌。8种能够抑制莱茵衣藻的细菌中,有7种同样能够抑制维管植物模式物种拟南芥(*Arabidopsis thaliana*)。在这类双重抑制菌中,伯克霍尔德菌(*Burkholderia sola*)MF6的转座子筛选和蛋白质组学分析表明,Ⅵ型分泌系统和紧密黏附菌毛参与了该过程;此外,超过半数的不具抑制作用的突变体对拟南芥也失去了抑制能力。在藻类中,感染会触发快速脱鞭毛,随后发生非裂解性调控性细胞死亡。藻类锌/铁转运蛋白ZIP3促进抑制作用,而组织蛋白酶X蛋白酶CEP12对其具有抑制作用,且ZIP3对CEP12具有上位性。因此,隐性抑制是一种古老且广泛存在的现象,而单细胞藻类能够以高通量方式揭示这一现象。

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土壤细菌能够在不引起明显疾病的情况下定殖于植物,但其中许多会抑制宿主生长。这种隐性抑制的普遍程度及其进化影响范围尚不清楚,因为在植物中对数百种分离株进行表型分析所需的时间成本极高。在本研究中,我们利用单细胞藻类莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)作为绿色植物谱系的可扩展替代模型。我们在莱茵衣藻菌苔上筛选了148种植物相关细菌。8种莱茵衣藻抑制菌株中的7种同样能够抑制维管植物模式生物拟南芥(Arabidopsis thaliana)。在其中一种对两者均具有抑制作用的细菌——Burkholderia sola MF6中,转座子筛选和蛋白质组学分析表明,VI型分泌系统和紧密黏附菌毛参与了这一过程;此外,超过半数对莱茵衣藻不具有抑制作用的突变体,对拟南芥也失去了抑制能力。在藻类中,感染会触发快速去鞭毛化,随后发生非裂解性的受调控细胞死亡。藻类锌/铁转运蛋白ZIP3促进抑制作用,而组织蛋白酶X蛋白酶CEP12则对其加以限制;并且,ZIP3对CEP12具有上位性。因此,隐性抑制是一种古老且广泛存在的现象,而单细胞藻类能够以大规模方式揭示这一现象。

利益冲突声明

脚注

https://github.com/Michal-Breker-Lab/antagonistic-mechanisms-of-soil-mi…

https://github.com/Michal-Breker-Lab/BSA-pipeline

资助者信息声明

欧洲研究委员会 ,101117931

以色列科学基金会 ,2039/21

NSF EDGE ,2421771

BSF ,2024617

奥地利科学基金会 FWF ,10.55776/COE7

欧洲研究委员会 ,101077278

版权

本预印本的。

本文依据 CC-BY 4.0 国际许可协议 公开发布。

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发布于2026年9月16日。

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2026.09.14.751450;

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https://doi.org/10.64898/2026.09.14.751450

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📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.14.751450v1?rss=1

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