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科技日報記者 馬愛平 通訊員 金云翔

近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所農(nóng)業(yè)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(tǒng)在菌-植接觸早期快速在根表定殖的策略。相關(guān)成果發(fā)表在《自然·微生物學(xué)》（《Nature Microbiology》）上。中國農(nóng)科院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所副研究員劉云鵬、碩士畢業(yè)生舒霞和中國林科院華北林業(yè)實驗中心副研究員陳淋為論文共同第一作者，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)教授張瑞福、中國農(nóng)科院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)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(fā)揮各種植物益生功能的前提。有效鐵是根際環(huán)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(zhì)持續(xù)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(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所供圖

該研究以生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用的微生物肥料菌種貝萊斯芽孢桿菌SQR9為研究材料，發(fā)現(xiàn)其Ⅶ型分泌系統(tǒng)分泌的YukE蛋白能在菌-植互作早期直接插入根細胞膜，導(dǎo)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(fā)揮作用提供了理論指導(dǎo)。

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