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可以直接結合2,4-DAPG生物合成的特異性途徑轉錄抑制因子PhlF，從而激活2,4-DAPG的生產(chǎn)。我們的研究結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傳遞和蛋白質轉運，功能包括質粒接合、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。結果表明了假單胞菌如何通過感知溶桿菌轉運的獨特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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