Nat Biotechnol：噬菌体：根际菌群的 “战略部署”

糖蛋白是自然环境中的普遍存在的一类专门侵染纤生物的病毒。之前，生物学家对糖蛋白能否选择性故称壤中的的病原体菌不甚了解。当地等待时间 12 同年 2 日，英国《共存—纤生物新科技》发表了南京农业大学人力资源与自然环境生物学学院的最新研究工作课题。该实质性阐明，糖蛋白不仅可以 “专性猎捕” 和“精准小分子”故称传白枯病的病原体菌，降较差其生存挑战灵活性，还能重新调整根际故称壤病原体结构，恢复原繁殖地自然，增加繁殖地中的拮抗可取菌的原子量。这篇博士论文为一幅绘制了 15 年之久的故称壤根际病原体 “作战上图” 提供了一种作战方案。博士论文都由通讯作者、南京农业大学研究员沈其荣告诉《中的国生物学报》：“作为故称壤谷物管理工作者，我们的的团队晚在 15 早先就把应付故称传病原菌这一国家政府重大需求认定重要研究工作方向，必先应付这一难题。”“小时候”自然环境不得不玉米 “年长” 身心健康故称壤、玉米、病原体菌、菌种，这是时至今日盘旋在南京农业大学研究员韦中的似曾相识的 4 个关键词。作为博士论文都由第一作者和都由通讯作者，韦中的在调查中的推断出，即使是病原菌暴发严重的田块，也存在少量的身心健康幼苗，出现 “耕田斑点转化” 现象。这到底是由于局部周边故称壤自然环境优良，还是身心健康幼苗授予了独特的抗病基因？是故称壤中的病原体菌使用量的差异，还是身心健康故称壤出处选择性病原体菌发育的可取菌？对故称壤及其中的的菌种同步进行 “全面检查结果” 成了解开谜题的一个确实除此以外。可是，给故称壤要用 “检查结果” 谈何容易。故称传白枯病的致病菌白枯菌，在故称壤中的存活达 10 多年，可以侵染马铃薯、茄子、调味品、香烟、生姜、花生等 400 多种真菌，常造成玉米减产甚至绝收。在沈其荣带领下，该的团队将原因逐个转转化，转转化决办法同步进行各个击破。从 “耕田斑点转化” 现象方式从，的团队团体、研究员杨阳春和韦中的结构设计了一个非摧毁性根际故称壤样品紧接著野外扬声器，要用到了在耕田条件下，对单株玉米不同生育期根际病原体等适应性的静态。杨阳春详述，研究工作推断出究竟发病主要依赖于玉米苗期接触的故称壤菌种繁殖地的结构和基本功能特征，而苗期病原体菌的使用量、故称壤物理系适应性等不是主要不得不因素。这一推断出发表于《生物学进展》。“通俗点讲，也可以理解为‘小时候’发育自然环境不得不着玉米‘年长’身心健康。” 沈其荣问道，这不仅指出了根际病原体对玉米免疫的层面，还为耕田根际故称壤病原体管理机构找到了抓手。“相掌控” 才能和谐共存根际是指受茎部负面影响的故称壤纤域。“病原体菌进攻真菌茎部之前，必然要经过根际病原体大本营。这个激进派中的都有哪些菌种，它们在干什么、是怎么管理工作的？只有将这些研究工作出来，才知道如何管控根际病原体。” 韦中的问道。随后，他们以 6 种根际故称着纤生物为工艺，组建简单的多肽病原体，探究了繁殖地团体两两互作关连，即抵抗改型互作、不方便改型互作分别与玉米抵御病原体菌并吞灵活性彼此之间的关连。的团队团体何应钦详述，不方便改型故称着菌种繁殖地作出贡献了病原体菌的并吞，而抵抗改型故称着菌种繁殖地则选择性了病原体菌的并吞。“故称着菌种彼此之间通过产生大量公共衣物相提供‘不方便’，这也大大增加了病原体菌借助‘不方便’的机不会。相反，相掌控的繁殖地通过确实损耗自然环境中的人力资源或者腺体大量依赖性纤粒，有效制约了‘机不会主义者’，也就能在一定素质上选择性病原体菌的并吞。” 这一实质性发表于《生态平衡学快报》。在此基础上，的团队团体独创纤生物自然—生态平衡系统基本功能观点，建立了可取病原体糖类人力资源挑战借助网络模改型。博士论文合作者、荷兰乌特勒支大学 Alexandre Jousset 博士详述，他们推断出人力资源借助连接度高和嵌套度较差的可取病原体能更好地降较差故称传白枯菌的并吞几率，可取病原体与白枯菌人力资源借助重叠度又不得不了白枯菌并吞的素质。这一管理工作发表于《共存—通讯》。沈其荣看来，这指明了根际病原体互作管控方向和管控机制，即 “增加挑战”，同时表明“相掌控” 的菌种繁殖地社不会上才是和谐持续性的。削弱病原体菌挑战灵活性然而，在故称传病原菌高发周边，分开的橙色管控措施往往不稳定，这造成农户选择有别于转化学农药和熏蒸等步骤。韦中的告诉《中的国生物学报》，这些步骤在滋生病原体菌的同时也摧毁了故称壤情况下的菌种繁殖地，危及故称壤菌种天然的抑病灵活性，这样故称传病原体菌二次侵染时往往造成更大的有害。如何对症下药、“精确制导”，削弱故称壤病原体菌挑战灵活性，成为的团队要应付的下一个难题。在博士论文都由通讯作者、英国约克大学 Ville-Petri Friman 博士流行病学管理工作的启发下，糖蛋白通过高效氢转化要用到特异染、协同生物，静态阻控病原体菌的适应性，进入的团队的视角。他们从海南、苏州、嘉兴和江西不同地区分离出来到 1000 多株病原体白枯菌，并筛选出能高效氢转化病原体菌的糖蛋白；根据糖蛋白的来源和侵染适应性等，选择了 4 株糖蛋白为工艺，连在一起不同丰富度的糖蛋白配对，好比糖蛋白 “白兰地”，以提高糖蛋白疗法的精准度。通过保护环境和绿区研究工作，他们推断出糖蛋白配对都能显着降较差白枯病的起因。原先，糖蛋白配对能滋生根际病原体白枯菌，使其使用量显着降较差；配对自然越高，病原体菌出乎意料变异、抵御糖蛋白的不确定性越较差。即便有一些白枯菌出乎意料变异、残存了留下来，但它们的发育显着减缓，这指明它们与故称壤中的其他菌种挑战的灵活性减弱，最后侵染玉米茎部的灵活性不会攀升。然而，当大量病原体白枯菌被猎捕时，细胞内相关菌种繁殖地起因了什么转变？这种转变对细胞内身心健康有利吗？这是糖蛋白 “白兰地” 疗法必须问的生态平衡可能性和起到机制原因。“这种负面影响是尽力的。” 的团队团体王孝芳博士详述，首先，白枯菌糖蛋白没法侵染故称壤中的其他纤生物，侵染特异性很强；其次，分开接种糖蛋白对故称壤菌种繁殖地扰动很小，而且可以让故称壤繁殖地自然恢复原到原有水平；最后，纤生物繁殖地中的那些挑战灵活性强的物种在繁殖地结构调整中的授予了绝对优势，确实进一步提高繁殖地抑病灵活性。12 同年 2 日，上述实质性发表于《共存—纤生物新科技》。“我们的研究工作彻底改变了故称壤菌种病原体同类型点对点单兵作战的方式而，转向构建生态平衡改型的群体联合作战制度化研究工作；对于故称传病原体菌，并非要‘赶尽杀绝’，而是使其与故称壤可取菌良性互作，要用到两者的掌控，要用到橙色生态平衡的目标。” 沈其荣问道。原始出处：Wang， X.， Wei， Z.， Yang， K. et al. Phage combination therapies for bacterial wilt disease in tomato. Nat Biotechnol (2019) doi：10.1038/s41587-019-0328-3.