常驻根际细菌之间的竞争通过涌现拮抗性增强了对植物病原体的抑制

《The ISME Journal》：Competition between resident rhizosphere bacteria enhances phytopathogen suppression via emergent antagonism

　　

摘要

定居细菌之间的相互作用可以塑造根际微生物组的入侵抗性，但弱拮抗性的定居细菌之间的相互作用是否能产生针对入侵病原菌的突现性拮抗作用，目前仍知之甚少。本研究通过系统性的成对相互作用筛选，鉴定出一对细菌组合——Ralstonia pickettii RAL5 与 Acinetobacter oleivorans ACI4，二者协同作用对植物病原菌 R. solanacearum Rs1115 菌株表现出强效抑制作用。尽管 RAL5 和 ACI4 的单培养仅能弱抑制病原菌生长，但 RAL5–ACI4 共培养则强烈抑制了 Rs1115，这一现象与不对称竞争相关，其中 RAL5 在竞争中占据优势。与这种竞争不对称性一致，在 RAL5 中检测到广泛的转录重编程，而在 ACI4 中仅观察到有限的应激相关和分解代谢相关反应。共培养抑制性的增强与胞外代谢物谱的明显变化相关联，包括候选抗菌代谢物的积累（例如新霉素类似物特征和 4-氨基苯酚），以及 RAL5 介导的裂解后 ACI4 胞内物质的释放。在番茄温室实验中，所观察到的突现性拮抗作用同样成立，其中 RAL5–ACI4 联合处理相比单独使用任一菌株，显著降低了 R. solanacearum 的丰度和细菌枯萎病严重程度。综上，这些结果表明，定居细菌之间的竞争相互作用可以激活根际微生物组中潜在的生物防治潜力，为利用定居细菌相互作用增强病原菌抑制和生物防治提供了一种新途径。