撰文丨王聰
編輯丨王多魚
排版丨水成文
植物根系分泌物可以重塑根際微生物群，有利於植物的生長和健康。由根際微生物生物合成的奈米顆粒是否在植物微生物組操縱中發揮類似的作用仍然是謎。
2024年11月18日，西北農林科技大學資源環境學院來航線教授團隊在 Cell 子刊Cell Host & Microbe上發表了題為：Harnessing biosynthesized selenium nanoparticles for recruitment of beneficial soil microbes to plant roots 的研究論文。
該研究利用微生物合成的硒奈米顆粒（SeNP）招募有益宿主的土壤微生物到植物根系的新機制，為植物微生物組的定向操縱提供了可能性和新思路。
在這項最新研究中，研究團隊從玉米根系相關的硒細菌（selenobacteria）中收集了由其合成的硒奈米顆粒（SeNP）。
體外和土壤試驗表明，硒奈米顆粒（SeNP）以劑量依賴性方式招募植物生長促進細菌（例如芽孢桿菌），從而增強植物效能。研究團隊還透過多組學分析揭示了由硒細菌介導SeNP高效生物合成的跨領域訊號級聯。
具體來說，玉米的根系感知來自芽孢桿菌的組胺訊號，從而刺激植物透過根系滲出產生對香豆酸（p-coumarate）。硒細菌（例如假單胞菌ZY71）中的rpoS基因響應對香豆酸訊號並正向調節SeNP的生物合成。
該研究的核心發現：
植物根際硒細菌產生的硒奈米顆粒（SeNP）招募對宿主有益的微生物；
跨界訊號 （Cross-kingdom signals） 介導硒奈米顆粒的高效生物合成；
芽孢桿菌的組胺和植物的對香豆酸分別是主要和次要訊號；
對香豆酸上調RpoS促進硒細菌中硒奈米顆粒的形成。
總的來說，該研究展示了一種透過微生物合成的奈米顆粒招募有益宿主的土壤微生物的新機制，為植物微生物組的定向操縱提供了可能性和新思路。
西北農林科技大學博士研究生孫晨瑜、碩士研究生孫斌和西北大學青年教師陳林為論文共同第一作者，來航線教授為論文通訊作者。
論文連結：
https://www.cell.com/cell-host-microbe/abstract/S1931-3128(24)00401-3
