吲哚-3-乙酸介导的根系分泌物抑制根际抗生素抗性基因传播的机制研究：微生物群落组装与抗性组调控新策略

本研究揭示了植物生长素吲哚-3-乙酸（IAA）通过调控根系分泌物（N-乙酰血清素和N-甲基色胺）抑制根际抗生素抗性基因（ARGs）传播的双重机制：既通过重塑微生物群落抑制抗生素耐药菌（ARB）的垂直传播，又通过抑制菌毛组装和同源重组阻断ARGs的水平转移（HGT），为农业环境中ARGs污染治理提供了基于植物-微生物互作的新思路。

　　

Highlight

【关键发现】吲哚-3-乙酸及其介导的根系分泌物被证实能有效降低抗生素抗性基因（特别是氨基糖苷类、多药耐药和四环素类抗性基因）。这种抑制作用主要通过调控关键根系分泌物——N-乙酰血清素和N-甲基色胺来实现，它们既能重塑微生物群落（包括抑制抗生素耐药菌），又能通过抑制接合菌毛组装来减少抗性基因的水平转移。

Antibiotic resistance genes profiles and microbial community of rhizosphere soil treated with indole-3-acetic acid

【IAA处理的根际土壤中ARGs谱与微生物群落特征】在不同浓度IAA处理的根际土壤中共检测到84种ARGs，主要包括氨基糖苷类、β-内酰胺类、多药耐药、MLSB（大环内酯-林可酰胺-链阳霉素B）和金属抗性基因（MRG）（图1a和1b）。未添加IAA的根际土壤中ARGs绝对丰度为2.13×10⁷ copies/mg，而IAA处理组降至2.61×10⁶-6.17×10⁶ copies/mg，降幅达71.0%-87.7%。值得注意的是，编码氨基糖苷乙酰转移酶的aac(6')-Ib基因丰度降低最显著（降低2个数量级），该基因能通过乙酰化作用使氨基糖苷类抗生素失活。

Conclusions

【结论】本研究首次阐明IAA通过"植物激素-根系分泌物-微生物组"级联反应调控根际抗性组的双重机制：一方面通过N-乙酰血清素和N-甲基色胺重塑微生物群落结构，减少潜在ARGs宿主菌；另一方面通过干扰接合转移关键元件（如菌毛蛋白组装和DNA同源重组酶）抑制ARGs的水平传播。这为开发基于植物-微生物互作的农业ARGs阻断技术提供了理论依据。