土壤有益細菌可以通過組裝接觸依賴性殺傷武器（如IVA型分泌系統(tǒng)type IVA secretion system，T4ASS）有效抑制細菌病原體。目前尚不清楚這些抗菌武器是否參與土壤中的生物營養(yǎng)微生物相互作用。本文表明，在瓊脂平板上共培養(yǎng)模擬細胞間接觸的過程中，土壤細菌溶桿菌屬Lysobacter通過T4ASS觸發(fā)了假單胞菌Pseudomonas產(chǎn)生抗真菌抗生素2,4-DAPG。我們證明了假單胞菌的2,4-DAPG產(chǎn)生是通過檢測溶桿菌轉(zhuǎn)移的T4ASS效應蛋白Le1519來實現(xiàn)的。我們將Le1519定義為LtaE（Lysobacter T4E triggering antifungal effects，Lysobacter T4E觸發(fā)抗真菌效應），它能特異性地刺激假單胞菌中2,4-DAPG生物合成基因的表達，從而保護大豆幼苗免受真菌立枯絲核菌的感染。我們進一步發(fā)現(xiàn)，LtaE可以直接結(jié)合2,4-DAPG生物合成的特異性途徑轉(zhuǎn)錄抑制因子PhlF，從而激活2,4-DAPG的生產(chǎn)。我們的研究結(jié)果突出了微生物種間和跨界互動的新模式，為擴展土壤微生物相互作用的多樣性提供了一個獨特的案例。
土壤細菌通過各種相互作用彼此交流、競爭、共存或合作，其中一些依賴于細胞間接觸，具有重要的生態(tài)意義。最近的研究表明，植物促生根際細菌（PGPR）作為土壤有益細菌，通過細胞間接觸組裝“短程”武器保持競爭力，例如VI型分泌系統(tǒng)（T6SS）。T6SS在細胞間接觸過程中注入裝有毒素的內(nèi)管，刺穿獵物細胞的細胞壁和膜。革蘭氏陽性芽孢桿菌屬不攜帶T6SS，但擁有類似于VII型分泌系統(tǒng)（T7SS）的Esx系統(tǒng)，可通過接觸殺死競爭細菌。
此外，IV型分泌系統(tǒng)（T4SS）也是重要的接觸性武器，可大致分為兩類：T4ASS和T4BSS。T4ASS用于DNA傳遞和蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運，功能包括質(zhì)粒接合、細菌間競爭和分泌毒力因子，以農(nóng)桿菌Agrobacterium tumefaciens的VirB/D4系統(tǒng)為代表；T4BSS以Dot/Icm系統(tǒng)為代表，主要由如嗜肺軍團菌Legionella pneumophila等胞內(nèi)病原體用來將效應蛋白注入真核宿主。我們之前發(fā)現(xiàn)土壤抗真菌細菌產(chǎn)酶溶桿菌（Lysobacter enzymogenes）也使用T4ASS來殺死土生細菌病原體軟腐果膠桿菌（Pectobacterium carotovorum），并通過細胞間接觸抑制假單胞菌的生長，從而削弱其抗真菌活性。
自從發(fā)現(xiàn)T4ASS是一種殺滅細菌的裝置以來，它的功能在很大程度上被認為是細菌種間相互作用中的抗菌劑。這種觀點是否適用于所有情況？我們有興趣了解裝有T4ASS的土壤細菌能否與其生態(tài)相關微生物建立"合作"互動關系，這是微生物互動關系中一個重要但研究較少的領域。為了驗證這一假設，我們選擇了實驗室可用的產(chǎn)酶溶桿菌OH11和假單胞菌蛋白原Pf-5作為模式菌株。
在這項研究中，我們展示了產(chǎn)酶溶桿菌通過其T4ASS激活假單胞菌蛋白原，從而抑制鄰近真菌的生長。我們通過在PDA瓊脂平板上共培養(yǎng)這兩種細菌以模擬細胞間接觸來實現(xiàn)這一點。結(jié)果表明了假單胞菌如何通過感知溶桿菌轉(zhuǎn)運的獨特T4E來抑制真菌。因此，我們發(fā)現(xiàn)了一種新的微生物種間和跨界相互作用模式，其中一種土壤細菌與另一種建立了種間相互作用以獲得效應蛋白，從而通過操控自身的抗真菌化合物抑制鄰近真菌的生長。我們的研究結(jié)果為擴展土壤中微生物相互作用的多樣性提供了一個獨特的案例。
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