链霉菌通过分泌抗生素私有化公共资源以应对细菌间资源竞争

《The ISME Journal》：Antibiotic production reduces the cost of resource exploitation in Streptomyces coelicolor

　　

摘要

土壤是一个竞争环境，含有多种细菌生长所需的资源。像几丁质或淀粉这样的复杂多糖需要分泌降解这些资源的酶，将其分解为较小的单元后才能被利用。然而，外酶及其产生的产物属于公共资源，竞争对手即使不自己产生酶，也可以利用这些公共资源并从中获益。在此，我们检验了以下假设：链霉菌产生的抗生素通过限制资源利用者的获取渠道来私有化公共资源。我们利用Streptomyces coelicolor和Bacillus subtilis进行实验，首先表明B. subtilis的资源利用显著降低了S. coelicolor在复杂资源（淀粉）上的适应性，但在不需要外酶分泌的简单碳源（麦芽糖）上则无此影响。其次，我们发现S. coelicolor产生的抗生素显著提高了对资源掠夺者的适应性，尽管有证据表明抗生素生产在代谢上是耗能的。最后，我们发现抗生素生产的效益和资源利用的成本在较低资源浓度下均更高。我们的结果揭示了链霉菌分泌抗生素的情境依赖性成本和效益，并强调了资源复杂性和浓度在细菌竞争策略中的作用。