來航線教授團隊在植物-微生物互作方向取得新進展

近日，來航線教授團隊在植物-微生物互作方向取得新的進展，研究成果以“Flavonoid-mediated bacterial spermidine biosynthesis enhances vitamin accumulation in tomato fruits”為題在Nature Communications上發(fā)表。資源環(huán)境學(xué)院博士研究生甫文疆為第一作者，來航線教授、郭俏副教授以及南京農(nóng)業(yè)大學(xué)袁軍教授為通訊作者，我校為第一和通訊單位。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)丁新華教授，研究生孫晨瑜，孫斌，李鵬飛也參與了該項工作。該工作闡明了黃酮類化合物介導(dǎo)的植物和根際微生物之間的跨界互作對番茄維生素積累的多層次調(diào)控作用與機制。

根際微生物有益于植物生長和健康。然而，對于植物-微生物互作如何改善果實品質(zhì)的研究知之甚少。該研究發(fā)現(xiàn)，當番茄植株過量表達SlMYB12基因時，與生長在自然土壤中的野生型番茄相比，這類番茄果實中的維生素含量顯著提高，并且會向根際土壤分泌大量的黃酮類化合物。值得注意的是，這一品質(zhì)改善效果并非植物自身獨立完成，而是高度依賴土壤微生物組的存在，尤其與根際土壤中溶桿菌（Lysobacter）等關(guān)鍵微生物類群的富集密切相關(guān)。多組學(xué)分析表明，番茄根系分泌的黃酮類化合物可通過刺激Lysobactersoli的蹭行運動“招募”溶桿菌更高效地向根系聚集；另一方面黃酮類化合物促進其亞精胺生物合成，反過來又促進了維生素的積累。進一步研究發(fā)現(xiàn)，溶桿菌中的RpoN扮演著“雙重調(diào)控者”的關(guān)鍵角色。該蛋白能夠感知番茄分泌的類黃酮信號，進而同步調(diào)控細菌的蹭行運動能力和亞精胺合成，最終介導(dǎo)微生物對果實營養(yǎng)提升的促進作用。這一調(diào)控路徑的明確，完整揭示了類黃酮-微生物-植物果實品質(zhì)之間的連鎖反應(yīng)機制。

論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-68244-9