科學家構建噬菌體“搭便車”攜播體系
近日，東北農業大學教授張穎團隊副教授張博等人構建了噬菌體“搭便車”攜播體系，為葉際微生物組調控和細菌性病害防治提供了一種新穎高效的方法。相關成果發表在EnvironmentalScience & Technology上并被選為內封面文章。
噬菌體“搭便車”攜播體系示意圖。東北農業大學供圖
細菌性病原菌引發的大豆葉際細菌性病害導致了大豆品質和生產力的大幅下降，嚴重影響著土壤-植物-環境一體化健康的問題。相較于化學殺菌劑，基于噬菌體的生物防治技術在農業環境中保護植物免受病原細菌侵害方面已展現出顯著優勢。然而，噬菌體對病原菌的生物防治效率和適用范圍受限于其固有特性。
本工作中，團隊聚焦噬菌體療法技術的局限性，構建了噬菌體“搭便車”于非宿主載體生防細菌的攜播體系，探究了如何在農業環境中增強噬菌體療法，以克服生物膜保護和噬菌體抗性帶來的限制。結果表明，該體系存在顯著的協同效應，即噬菌體能夠使得載體細菌定殖能力提升1.2倍，而載體細菌促進提高噬菌體感染效率約1.4倍。在大豆葉際中，該體系處理下的病原生物膜總生物量比未處理組降低58%，病原菌數量減少82%。宏轉錄組分析顯示，攜播體系顯著增強了載體細菌的運動性與能量代謝，同時抑制了病原菌的防御系統及能量代謝。
經過多組學聯合分析，該研究揭示了噬菌體-益生菌攜播體系可形成有利于消減大豆葉際病原菌的高穩定性與高遷移性的攜播共生體，并激發葉際微生物的防御功能，防治豆秸越冬病害。
相關論文信息：https://doi.org/10.1021/acs.est.4c09851
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