植物根系及土壤微生物群落能夠分泌多種代謝物，介導(dǎo)微生物間促進(jìn)、互養(yǎng)和互惠等復(fù)雜的社會(huì)行為。其中，所分泌的代謝物如氨基酸、維生素以及相關(guān)螯合物等被視為公共資源，有益微生物或植物病原菌爭奪資源的過程中，直接或者間接的驅(qū)動(dòng)了根際微生物組的變化，影響植物健康。硫胺酸是第一個(gè)被報(bào)道的B族維生素，參與微生物糖、氨基酸和脂質(zhì)代謝過程。由于多數(shù)植物和微生物均能合成硫胺素，胞外環(huán)境的硫胺素已被視為是一種重要的公共資源。

 

　　疫霉菌是一種重要的病原卵菌，其中大豆疫霉造成的大豆根腐病威脅大豆產(chǎn)業(yè)安全。疫霉菌是硫胺素營養(yǎng)缺陷型，需要從外界獲得硫胺素供其自身生長及侵染，這使得疫霉菌類群成為公共硫胺素的受益者。黏細(xì)菌是目前原核生物中已知唯一具有多細(xì)胞行為特征的微生物類群，廣泛分布于土壤、植物根際或者水體等不同生境，且能夠捕食其他微生物（細(xì)菌、真菌和卵菌）或者裂解復(fù)雜生物大分子獲取營養(yǎng)，被視為土壤微生物食物網(wǎng)的關(guān)鍵類群。然而，在植物根際環(huán)境中，黏細(xì)菌如何與疫霉菌及植物建立互作關(guān)系至今未知。

 

　　崔中利教授團(tuán)隊(duì)前期研究發(fā)現(xiàn)珊瑚球菌Corallococcussp. EGB通過分泌一種新型外膜型β-1,6-葡聚糖酶GluM裂解真菌細(xì)胞壁實(shí)現(xiàn)對真菌的捕食（ISME J, 2019）。課題組在此基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)黏細(xì)菌EGB與疫霉菌之間存在著以硫胺素供應(yīng)為紐帶的營養(yǎng)互作模式。研究發(fā)現(xiàn)黏細(xì)菌EGB通過產(chǎn)生一種新型硫胺素酶CcThi1，以外膜囊泡的方式轉(zhuǎn)運(yùn)到胞外，通過分解環(huán)境中公共硫胺素，阻斷疫霉菌獲取硫胺素的路徑，進(jìn)而抑制疫霉菌的生長。硫胺素酶Thi1在黏細(xì)菌類群中分布廣泛，而黏細(xì)菌主要存在于土壤環(huán)境中，這種獨(dú)特的生境分布，表明黏細(xì)菌來源的硫胺素酶Thi1在土壤生態(tài)系統(tǒng)中具有潛在的生態(tài)功能。進(jìn)一步通過土壤盆栽實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在疫霉菌侵染大豆的過程中，黏細(xì)菌通過該硫胺素酶調(diào)控大豆根際環(huán)境中硫胺素的含量，控制疫霉菌群體數(shù)量進(jìn)而防控其對大豆的侵染。該研究闡明了黏細(xì)菌在調(diào)控土壤環(huán)境公共營養(yǎng)資源中的作用及其生態(tài)學(xué)功能。

 

　　研究結(jié)果為理解黏細(xì)菌與植物病原卵菌互作關(guān)系提供全新的視角，也為卵菌病害的生物防控提供一種新的思路和策略。相關(guān)研究成果以“Myxobacteria restrain Phytophthora invasion by scavenging thiamine in soybean rhizosphere via outer membrane vesicles-secreted thiaminase I”為題發(fā)表在微生物學(xué)領(lǐng)域頂級期刊《Nature Communications》上。該論文以南京農(nóng)業(yè)大學(xué)為第一作者和通訊單位，我校生科院博士研究生夏丞垚為論文第一作者，崔中利教授和課題組李周坤副教授為論文共同通訊作者。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)植保學(xué)院竇道龍教授課題組為本研究的開展提供了幫助。該項(xiàng)目得到了國家自然科學(xué)基金和國家科技重大專項(xiàng)等項(xiàng)目資助。該成果也是近期崔中利教授課題組解析黏細(xì)菌捕食疫霉菌過程中的適應(yīng)性進(jìn)化策略的基礎(chǔ)上（ISME J, 2023），在黏細(xì)菌與土壤微生物互作領(lǐng)域又一新的突破。

 

　　崔中利教授團(tuán)隊(duì)近年來圍繞黏細(xì)菌生物互作與應(yīng)用開展了一系列創(chuàng)新性研究工作。建立了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的捕食性黏細(xì)菌種質(zhì)資源庫，篩選獲得了一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的優(yōu)良黏細(xì)菌和糖苷水解酶類資源，在黏細(xì)菌資源的理論研究和應(yīng)用等方面均取得了系列創(chuàng)新性成果，相關(guān)成果已發(fā)表在Nature Communication（2023）、ISME J（2023, 2019）、Microbiome（2020）和Food Chem等期刊上。