本網(wǎng)訊 近日，我校植物保護(hù)學(xué)院劉威教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際頂級(jí)綜合性期刊《Advanced Science》（中科院一區(qū)，IF=14.3）上發(fā)表了題為《Hosts and Commensal Bacteria Synergistically Antagonize Opportunistic Pathogens at the Single-Cell Resolution》的研究論文。本研究通過(guò)構(gòu)建宿主-共生菌-病原菌三元互作模型，首次在細(xì)菌單細(xì)胞水平上解析出宿主與共生菌協(xié)同抵御病原菌的分子機(jī)制，為基于菌群異質(zhì)性實(shí)現(xiàn)微生態(tài)功能的精準(zhǔn)調(diào)控提供了全新的理論依據(jù)。
從昆蟲(chóng)到哺乳動(dòng)物，宿主與微生物間互作一直是生命科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。傳統(tǒng)研究多聚焦于共生菌對(duì)宿主健康的調(diào)控作用，而宿主如何主動(dòng)聯(lián)合共生菌以抵御病原菌入侵的機(jī)制，特別在微生物單細(xì)胞水平上，尚不清晰。針對(duì)這一科學(xué)問(wèn)題，劉威教授團(tuán)隊(duì)以模式生物果蠅作為宿主，創(chuàng)新性地構(gòu)建了宿主（果蠅）、共生菌（植物乳桿菌）與病原菌（粘質(zhì)沙雷氏菌）的三元整合模型，并結(jié)合前沿微生物單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)，系統(tǒng)揭示了宿主與共生菌拮抗病原菌的分子網(wǎng)絡(luò)。
本研究首次發(fā)現(xiàn)，宿主可通過(guò)分泌多種消化酶，誘導(dǎo)植物乳桿菌大部分個(gè)體發(fā)生轉(zhuǎn)錄重編程，從而整體水平提升乳酸產(chǎn)量，協(xié)同發(fā)揮拮抗粘質(zhì)沙雷氏菌的作用。面對(duì)宿主與共生菌的聯(lián)合作用壓力，粘質(zhì)沙雷氏菌同步進(jìn)化出巧妙的“賭注分散（bet hedging）”策略：其群體感知植物乳桿菌分泌的乳酸信號(hào)，并據(jù)此分化為少量高毒力與大量低毒力兩個(gè)亞群，防止群體滅絕，為再度伺機(jī)感染提供“種子”。
我校植物保護(hù)學(xué)院2022級(jí)張晟博士研究生為該論文第一作者，劉威教授為該論文唯一通訊作者，我校為論文完成的唯一通訊單位，并聯(lián)合新加坡國(guó)立神經(jīng)科學(xué)研究所、南開(kāi)大學(xué)等國(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)共同完成了該研究工作。本研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（32470044）、安徽省自然科學(xué)基金（2308085MC74）和安農(nóng)大高層次人才引進(jìn)經(jīng)費(fèi)(RC342201)等項(xiàng)目的聯(lián)合資助。（圖文/劉威 編輯/邢文靜 預(yù)審/唐慶峰 審核/夏利明）
