近日，南京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院賈永教授與張偉副教授聯(lián)合在The ISME Journal上發(fā)表了題為Ectomycorrhizal fungi recruit hyphae-associated bacteria that metabolize thiamine to promote pine symbiosis的研究論文，發(fā)現(xiàn)了外生菌根真菌及其菌絲根際細(xì)菌聯(lián)合體系促進(jìn)松樹外生菌根共生體系形成。

在自然界中，外生菌根真菌能與多種陸生植物形成互惠共生體系。然而，外生菌根真菌自身既無法有效從植物中獲取也無法自身有效合成其生長必需的硫胺素（維生素B1）。先前研究發(fā)現(xiàn)，外生菌根真菌能夠招募特定功能微生物定殖在其菌絲際，這些微生物可能與其自身生態(tài)功能的實(shí)現(xiàn)密切相關(guān)，并最終隨著菌絲定殖于其子實(shí)體內(nèi)，形成子實(shí)體內(nèi)生細(xì)菌群落。該研究采用非靶向代謝組學(xué)、基因組學(xué)以及同位素標(biāo)記等技術(shù)，發(fā)現(xiàn)克林頓乳牛肝菌（Suillus clintonianus）及其子實(shí)體內(nèi)菌絲際功能細(xì)菌高地芽孢桿菌B4（Bacillus altitudinis B4）可以在其菌絲表面定殖建立聯(lián)合體系，并協(xié)同促進(jìn)B4及外生菌根真菌對硫胺素的合成與吸收。研究發(fā)現(xiàn)，克林頓乳牛肝菌菌絲首先分泌脲基琥珀酸（ureidosuccinic acid）和孕烯醇酮（pregnenolone），將高地芽孢桿菌B4招募至菌絲表面。隨后，克林頓乳牛肝菌分泌的脲基琥珀酸能夠刺激B4通過增加生物量及提高硫胺素合成相關(guān)功能基因（包括thiD、thiG和tenA）的表達(dá)，提升其合成硫胺素的水平。最后，克林頓乳牛肝菌吸收B4分泌的硫胺素，促進(jìn)自身生長，并提高其對馬尾松（Pinus massoniana）的定殖效率。該成果為研究外生菌根真菌對維生素等養(yǎng)分的吸收過程及其子實(shí)體內(nèi)菌絲際相關(guān)功能細(xì)菌的功能提供了新思路。

南京師范大學(xué)生科院碩士生朱家樂為論文的第一作者，生科院張偉副教授和賈永教授為論文的通訊作者。生科院碩士生于夢雅、鄭庭裕、張杰，曹耿悅；博士生吳曉晗、Yaseen Ullah以及戴傳超教授參與了該項(xiàng)研究。該研究得到了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和江蘇省高校優(yōu)勢學(xué)科基金項(xiàng)目的資助。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1093/ismejo/wraf290