南京师范大学贾永/张伟联合发现外生菌根真菌及其菌丝际细菌协同促进植物外生菌根体系构建

近日，南京师范大学生命科学学院贾永教授与张伟副教授联合在The ISME Journal上发表了题为Ectomycorrhizal fungi recruit hyphae-associated bacteria that metabolize thiamine to promote pine symbiosis的研究论文，发现了外生菌根真菌及其菌丝根际细菌联合体系促进松树外生菌根共生体系形成。

在自然界中，外生菌根真菌能与多种陆生植物形成互惠共生体系。然而，外生菌根真菌自身既无法有效从植物中获取也无法自身有效合成其生长必需的硫胺素（维生素B1）。先前研究发现，外生菌根真菌能够招募特定功能微生物定殖在其菌丝际，这些微生物可能与其自身生态功能的实现密切相关，并最终随着菌丝定殖于其子实体内，形成子实体内生细菌群落。该研究采用非靶向代谢组学、基因组学以及同位素标记等技术，发现克林顿乳牛肝菌（Suillus clintonianus）及其子实体内菌丝际功能细菌高地芽孢杆菌B4（Bacillus altitudinis B4）可以在其菌丝表面定殖建立联合体系，并协同促进B4及外生菌根真菌对硫胺素的合成与吸收。研究发现，克林顿乳牛肝菌菌丝首先分泌脲基琥珀酸（ureidosuccinic acid）和孕烯醇酮（pregnenolone），将高地芽孢杆菌B4招募至菌丝表面。随后，克林顿乳牛肝菌分泌的脲基琥珀酸能够刺激B4通过增加生物量及提高硫胺素合成相关功能基因（包括thiD、thiG和tenA）的表达，提升其合成硫胺素的水平。最后，克林顿乳牛肝菌吸收B4分泌的硫胺素，促进自身生长，并提高其对马尾松（Pinus massoniana）的定殖效率。该成果为研究外生菌根真菌对维生素等养分的吸收过程及其子实体内菌丝际相关功能细菌的功能提供了新思路。

南京师范大学生科院硕士生朱家乐为论文的第一作者，生科院张伟副教授和贾永教授为论文的通讯作者。生科院硕士生于梦雅、郑庭裕、张杰，曹耿悦；博士生吴晓晗、Yaseen Ullah以及戴传超教授参与了该项研究。该研究得到了国家自然科学基金项目和江苏省高校优势学科基金项目的资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1093/ismejo/wraf290