所（园）科研团队揭示石蒜科生物碱在石蒜-内生细菌-病原真菌互作中的生态功能

　　近日，汪仁研究員帶領的研究團隊通過研究石蒜科生物堿對植物內生細菌群落組成、宿主植物與內生細菌間“拮抗平衡”、病原真菌生長和宿主植物抗病能力的影響，揭示了石蒜科生物堿在石蒜與不同微生物互作中的功能。該研究為操縱植物化學特性，招募有益微生物，促進植物生長和增強植物抗性提供了理論基礎。相關研究成果發表于植物學領域國際權威期刊《New Phytologist》上。

　　生物堿是具有多種生物活性的一大類植物次生代謝物，了解其在植物-有益/有害微生物互作中的功能具有重要意義。研究團隊基于前期發現內生菌定殖能夠顯著促進石蒜（Lycoris radiata）中生物堿的積累（Environmental Microbiology, 2020; Microbiological Research, 2020），進一步探究被誘導積累增加的石蒜科生物堿對內生菌/病原菌的影響。

　　研究發現石蒜中內生細菌群落/多樣性與生物堿/合成前體含量均具有顯著的組織特異性，基于此，進行冗余分析、相關性分析等，發現生物堿/前體含量的差異是導致內生細菌組織特異性差異的原因之一。體外實驗使用加蘭他敏、石蒜堿、咖啡酸為代表，檢測單一物質對單一細菌的影響，發現與生物堿/前體呈顯著負相關的細菌的生長受到相應物質的抑制，而與生物堿/前體呈顯著正相關/無顯著相關性的細菌的生長不受抑制。進一步，根據不同內生細菌對生物堿/前體敏感性的差異，構建了2個內生細菌合成群落，合成群落AA-ins包含6株對生物堿/前體不敏感的菌株，合成群落AA-sen包含8株對生物堿/前體敏感的菌株。將AA-ins和AA-sen分別回接石蒜植株，發現AA-ins顯著促進了生物堿合成相關基因的表達和生物堿的積累，而AA-sen的促進效果較弱。此外，AA-ins預接種能夠增強石蒜對多種病原真菌抗性。由于AA-ins對病原真菌的直接抑制能力較弱，因此，其更可能通過增加石蒜中具有抑菌活性的生物堿/前體的積累，從而增強石蒜的抗病性。綜上所述，本研究揭示了石蒜科生物堿在植物-內生細菌-病原真菌互作中的生態功能。

　　本所周佳宇副研究員為本文的第一作者，汪仁研究員為本文的通訊作者。本研究得到國家自然科學基金（No. 32071531）和江蘇省重點實驗室開放基金（No. JSPKLB201926、No. JSPKLB202201）等項目的支持。

　　原文鏈接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/nph.19479