适应性实验室进化揭示了参与抑制生物膜发育的调节者,作为Bacillus subtilis根植殖的关键参与者
Maude Pomerleau1, Vincent Charron-Lamoureux1, Lucille Léonard2
1Département de biologie, Faculté des sciences, Université de Sherbrooke, Sherbrooke, Québec, Canada.
mSystems
|January 11, 2024
概括
我们进化了Bacillus subtilis,以更好地殖民植物根,即使存在竞争性Pseudomonas细菌. 生物膜调节者的突变增强了根植殖和竞争力,为改进的生物肥料提供了潜力.
科学领域:
- 微生物生态学 微生物生态学
- 植物与微生物的相互作用
- 细菌遗传学 细菌遗传学
背景情况:
- 与根系相关的微生物,包括促进植物生长的根系细菌 (PGPR),如细菌和伪菌,对于植物健康至关重要.
- 与Pseudomonas物种共同培养Bacillus subtilis可以抑制B. subtilis根植殖,限制它们在生物肥料中的使用.
研究的目的:
- 调查细菌是否可以适应 Pseudomonas 对植物根的抑制作用.
- 通过适应性实验室进化增强B. subtilis根植殖能力.
- 在 Pseudomonas 的存在下,识别基因机制,以改善根植殖为基础.
主要方法:
- 适应性实验室进化实验与B. subtilis在西红和Arabidopsis thaliana根,与Pseudomonas fluorescens的单联和共同培养.
- 进化的B. subtilis分离物的全基因组再测序.
- 在其他 Pseudomonas 物种的存在下评估根植殖能力和适应性.
主要成果:
- 进化的B. subtilis分离物迅速出现,在番茄和阿拉比多普西斯根上增强了殖民能力.
- 某些进化的菌株在与其竞争的Pseudomonas物种存在时表现出更好的健康状况.
- 在所有进化系中发现了对生物膜发育的调节者 ywcC 或 sinR 的非同义突变.
结论:
- 定向进化可以增强Bacillus subtilis的根植殖和对抗Pseudomonas的竞争力.
- 生物膜调节基因 (ywcC,sinR) 的突变是改善根植殖的关键.
- 结果提供了关于B. subtilis适应能力和开发可持续农业优质PGPR的潜力.
