微生物所研究团队揭示链霉菌与中慢生根瘤菌之间邻里防御性互惠的互作现象及机制

　　

???近日，中国科学院微生物研究所黄英研究团队在The? ISME? journal 发表论文，题为Proximity-based defensive mutualism between?Streptomyces?and? Mesorhizobium?by sharing and sequestering iron，揭示了链霉菌与中慢生根瘤菌之间邻里防御性互惠的互作现象和机制，并探索了这一互作策略的普遍性和生态意义。

团队发现红壤来源链霉菌Streptomyces sp. FXJ1.4098与中慢生根瘤菌Mesorhizobium sp. BAC0120之间具有新颖的“近交远伐”互作现象，称之为“邻里防御性互惠（proximity-based defensive mutualism，PBDM）”。机制研究表明，这两种微生物之间由代谢物介导的铁竞争和共享是形成PBDM的原因：Streptomyces sp. FXJ1.4098产生一种易于扩散的铁载体--去铁胺（desferrioxamine），使培养基中的铁不能被共培养的Mesorhizobium sp. BAC0120利用，从而抑制后者生长；同时Streptomyces sp. FXJ1.4098还释放出扩散性较差的铁卟啉类化合物，可被邻近的Mesorhizobium sp. BAC0120利用，从而恢复后者的生长。在三元微生物互作中，PBDM策略有助于保护靠近Streptomyces sp. FXJ1.4098的Mesorhizobium sp. BAC0120免受其他竞争者的抑制，从而使这两类植物促生菌得以共存。更大范围的微生物互作筛选表明，PBDM策略可能广泛存于中慢生根瘤菌和红壤来源链霉菌之间。本研究揭示了铁元素在复杂微生物互作中的关键作用，为土壤中植物促生菌的共存提供了新见解，对认知微生物间生态互作作出重要贡献。

图1 邻里防御性互惠（PBDM）互作现象与机制假说

图2 邻里防御性互惠（PBDM）互作机制示意图

中国科学院微生物研究所博士生独学渊为该论文第一作者，黄英研究员和刘明皓助理研究员为该论文共同通讯作者。中国农业大学田长富教授、北京大学吴晓磊教授等对本研究给予了大力支持。本研究得到了国家自然科学基金项目的支持。

原文连接：https://academic.oup.com/ismej/advance-article/doi/10.1093/ismejo/wrad041/7513082