产酶溶杆菌OH11是一株没有鞭毛的革兰氏阴性细菌,分离于辣椒根际土壤,菌株具有自主知识产权。OH11在土壤中主要依靠捕食病原真菌和卵菌来获取生存所需的营养,因此可以作为一种生防细菌。那么没有鞭毛的OH11是如何“运动”并接近病原菌的?又是通过合成何种 “武器”来攻击它们,获得生存适应优势的?南农大钱国良教授领衔的溶杆菌研究组以OH11为研究对象,通过近十多年的持续探索,近期取得了一系列重要进展,主要包括:
1. 无鞭毛OH11通过感知病原菌的信号,利用复杂的信号网络调控细胞表面纳米级IV型菌毛的伸缩,驱动其在固体界面的蹭行运动--twitching motility来接近病原菌 --图1 (Lin et al., 2020, Phytopathology Research)
2.同时他们发现OH11设计基因组中“残留”的鞭毛相关基因进化出捕食相关的新功能:正向调控OH11的蹭行运动 (Fulano et al., 2020, Biomolecules)
3. OH11能外泌一种“长武器”,称为扩散型抗真菌卵菌活性物质HSAF。丢失鞭毛后,OH11通过重编程一种在鞭毛细菌中常见的趋化性系统Wsp来特异性调控HSAF的外泌,增强其捕食真菌和卵菌的能力--图2 (Xu et al., 2020, Environmental Microbiology)
4. OH11还能形成“短武器” ,称为接触型杀菌系统--VI型分泌系统来拮抗病原菌。在IV型系统不组装的情况下,OH11会设计VI型系统的内管蛋白Hcp特异性与转录因子Clp互作,保护Clp免受抑制因子c-di-GMP的结合,从而增强HSAF的合成与外泌,实现生防细菌中“长短武器”的协同工作--图3 (Yang et al., 2020, PLoS Pathogens)
据悉,钱国良教授研究组长期从事生防溶杆菌的基础与应用研究,先后主持国家自然科学基金4项,近5年在Nucleic Acids Research, PLoS Pathogens, Environmental Microbiology, Molecular Microbiology等期刊上发表SCI论文12篇。钱国良教授先后入选江苏省杰出青年基金获得者(2019年);中国植物病理学会的青年植物病理学家(2019年)和南京农业大学“钟山学者”(2019年)。