高效的根际定殖是微生物肥料发挥作用的前提，微生物肥料中的功能菌在根系分泌物信号的诱导下向根系的趋化运动是根际定殖的第一步。根系分泌物组成极其复杂，趋化信号物质种类也很多，另一方面，微生物肥料功能菌也有多个感受趋化信号的受体。张瑞福教授课题组以生产上广泛应用的一株贝莱斯芽孢杆菌SQR9为材料，系统鉴定了其基因组中的八个趋化受体蛋白分别识别的趋化信号（Feng et al., 2018, Molecular Plant-Microbe Interaction，Liu^# & Feng^# et al., 2020, Applied Microbiology & Biotechnology），揭示了根际趋化是由少数主要趋化物和关键受体的主效效应而不是所有趋化物的累加效应主导（Feng et al., 2019， Environmental Microbiology），并利用这些少数关键趋化物开发了微生物肥料根际定殖增效剂（中国发明专利，ZL201711261147.6）。

研究发现，趋化受体蛋白McpA发挥着主要作用，能同时感受多达25种以上的小分子趋化物，包括氨基酸、有机酸、糖和糖醇等结构迥然差异的物质，过表达McpA能够显著增强功能菌SQR9的根际定殖能力和肥效，同一受体识别结构迥然差异的信号，这种现象非常少见。

近日，美国科学院院刊（PNAS）以“Signal binding at both modules of its dCache domain enables the McpA chemoreceptor of Bacillus velezensis to sense different ligands”（direct submission）报道了沈其荣院士团队张瑞福教授课题组关于微生物肥料功能菌SQR9趋化受体McpA感受不同结构和种类的根系分泌趋化信号机制的研究进展。

McpA是dCache类型的趋化受体，研究通过解析受体McpA的胞外配体识别结构域（ligand binding domain, LBD）的晶体结构特征、构建膜近端与膜远端相关的嵌合体、利用点突变材料筛选关键结合位点等一系列系统性实验验证，成功揭示了其分别单独利用膜远端模块和膜近端模块感受有机酸类、氨基酸类趋化物，利用双模块互作方式共同感受糖和糖醇类趋化物。

师资博士后冯海超为论文第一作者，张瑞福教授和张楠副教授为共同通讯作者，沈其荣院士、徐志辉副教授、西班牙高等科学研究院Tino Krell研究员、中国农业科学院区划所刘云鹏副研究员和中国科学院微生物所杜文斌研究员对本研究亦有贡献，该研究得到国家自然科学基金、中国博士后科学基金等项目资助。

全文链接：

https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2201747119

编辑：韦利娜

校对：冯海超

审校：全思懋

猜你喜欢

iMeta简介 高引文章 高颜值绘图imageGP 网络分析iNAP
iMeta网页工具 代谢组MetOrigin 美吉云乳酸化预测DeepKla
iMeta综述 肠菌菌群 植物菌群 口腔菌群 蛋白质结构预测

10000+：菌群分析 宝宝与猫狗 梅毒狂想曲 提DNA发Nature

系列教程：微生物组入门 Biostar 微生物组  宏基因组

专业技能：学术图表 高分文章 生信宝典 不可或缺的人

一文读懂：宏基因组 寄生虫益处 进化树 必备技能：提问 搜索  Endnote

扩增子分析：图表解读 分析流程 统计绘图

生物科普:  肠道细菌 人体上的生命 生命大跃进  细胞暗战 人体奥秘

写在后面

为鼓励读者交流快速解决科研困难，我们建立了“宏基因组”讨论群，己有国内外6000+ 科研人员加入。请添加主编微信meta-genomics带你入群，务必备注“姓名-单位-研究方向-职称/年级”。高级职称请注明身份，另有海内外微生物PI群供大佬合作交流。技术问题寻求帮助，首先阅读《如何优雅的提问》学习解决问题思路，仍未解决群内讨论，问题不私聊，帮助同行。

点击阅读原文，跳转最新文章目录阅读