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，汪仁研究员带领的研究团队通过研究石蒜科生物碱对植物内生细菌群落组成、宿主植物与内生细菌间“拮抗平衡”、病原真菌生长和宿主植物抗病能力的影响，揭示了石蒜科生物碱在石蒜与不同微生物互作中的功能。该研究为操纵植物化学特性，招募有益微生物，促进植物生长和增强植物抗性提供了理论基础。相关研究成果发表于植物学领域国际权威期刊《New Phytologist》上。

　　生物碱是具有多种生物活性的一大类植物次生代谢物，了解其在植物-有益/有害微生物互作中的功能具有重要意义。研究团队基于前期发现内生菌定殖能够显著促进石蒜（Lycoris radiata）中生物碱的积累（Environmental Microbiology, 2020; Microbiological Research, 2020），进一步探究被诱导积累增加的石蒜科生物碱对内生菌/病原菌的影响。

　　研究发现石蒜中内生细菌群落/多样性与生物碱/合成前体含量均具有显著的组织特异性，基于此，进行冗余分析、相关性分析等，发现生物碱/前体含量的差异是导致内生细菌组织特异性差异的原因之一。体外实验使用加兰他敏、石蒜碱、咖啡酸为代表，检测单一物质对单一细菌的影响，发现与生物碱/前体呈显著负相关的细菌的生长受到相应物质的抑制，而与生物碱/前体呈显著正相关/无显著相关性的细菌的生长不受抑制。进一步，根据不同内生细菌对生物碱/前体敏感性的差异，构建了2个内生细菌合成群落，合成群落AA-ins包含6株对生物碱/前体不敏感的菌株，合成群落AA-sen包含8株对生物碱/前体敏感的菌株。将AA-ins和AA-sen分别回接石蒜植株，发现AA-ins显著促进了生物碱合成相关基因的表达和生物碱的积累，而AA-sen的促进效果较弱。此外，AA-ins预接种能够增强石蒜对多种病原真菌抗性。由于AA-ins对病原真菌的直接抑制能力较弱，因此，其更可能通过增加石蒜中具有抑菌活性的生物碱/前体的积累，从而增强石蒜的抗病性。综上所述，本研究揭示了石蒜科生物碱在植物-内生细菌-病原真菌互作中的生态功能。

　　本所周佳宇副研究员为本文的第一作者，汪仁研究员为本文的通讯作者。本研究得到国家自然科学基金（No. 32071531）和江苏省重点实验室开放基金（No. JSPKLB201926、No. JSPKLB202201）等项目的支持。

　　原文链接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/nph.19479