近日，中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所農業微生物資源團隊在微生物肥料菌種與植物互作方面取得新進展，揭示了芽孢桿菌利用Ⅶ型分泌系統在菌-植接觸早期快速在根表定殖的策略。相關成果發表在《自然·微生物學》（《Nature Microbiology》）上。中國農科院農業資源與農業區劃研究所副研究員劉云鵬、碩士畢業生舒霞和中國林科院華北林業實驗中心副研究員陳淋為論文共同第一作者，南京農業大學教授張瑞福、中國農科院農業資源與農業區劃研究所副研究員劉云鵬為論文共同通訊作者。
根際益生菌是微生物肥料的主要菌種來源，高效的根際定殖是其發揮各種植物益生功能的前提。有效鐵是根際環境中的稀缺資源，也是益生菌在根表定殖的必需元素。根際益生菌一旦在根表定殖形成生物被膜，則可通過其鐵載體和生物被膜基質持續為宿主植物提供從土壤中獲取的鐵元素。所以，快速啟動益生菌在植物根表的定殖成膜對植物非常有利。
圖為益生芽孢桿菌定殖機制模型。中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所供圖
該研究以生產上廣泛應用的微生物肥料菌種貝萊斯芽孢桿菌SQR9為研究材料，發現其Ⅶ型分泌系統分泌的YukE蛋白能在菌-植互作早期直接插入根細胞膜，導致短暫性的根細胞鐵泄漏，從而快速獲取鐵從而啟動根表定殖。這種“先借后還、借少還多”的菌-植互作，代表了一種全新的根際益生菌-植物之間的互作模式，為以根際益生菌為代表的微生物肥料高效發揮作用提供了理論指導。
