盐碱地使植物对一种非常规的细菌毒性模式敏感

马克斯·普朗克植物育种研究所和弗劳恩霍夫分子生物学与应用生态学研究所的研究人员进行的一项合作研究表明，在高盐条件下，单一代谢产物如何使细菌对植物有毒

他们发表在《自然通讯》上的研究结果可能对气候变化中的农业和植物健康具有重要意义

气候变化，特别是气温上升，将给植物生长带来巨大压力，几乎肯定会影响植物生产。气候变暖的一个明显后果是，田地里的植物需要更多的灌溉。然而，随着浇水的增加，盐分也会增加，因为营养盐会在农业土壤中积累

气候变化还将通过对与植物宿主密切相关的众多微生物组成的群落的影响来影响植物健康。这些群落使植物在压力条件下更坚韧，对病原微生物更具抵抗力

因此，接种确定的细菌群落作为益生菌是保护植物健康的一种有吸引力的策略。然而，为了确保这些接种物有效，有必要了解细菌和植物在不同条件下是如何相互作用的

根据之前的实验，共同通讯作者Sté；德国科隆马克斯·普朗克植物育种研究所的phane Hacquard和他的同事们知道，在植物微生物群中发现的大约95%的细菌在与水芹植物的一对一相互作用中是中性的或有益的

然而，在实验室条件下与植物一起生长时，有一小部分是有害的，其中包括假单胞菌R401，一种在土壤中发现的革兰氏阴性细菌，是植物微生物群的主要成员

然而，令人惊讶的是，当这种细菌与植物在自然土壤条件下一起生长时，没有观察到任何疾病。这表明，这种细菌需要特定的条件才能在土壤种植的植物上致病

以前的一些报道表明，盐胁迫会促进植物的细菌感染。事实上，当科学家们施用盐时，他们发现R401菌株对植物生长产生了负面影响

许多革兰氏阴性菌通过将致病蛋白直接注射到宿主细胞质中而引起毒力。然而，对R401基因组的检查未能揭示编码该注射装置的任何基因。此外，许多病原菌在其植物宿主上过度生长，并采取策略抑制植物免疫反应。同样，R401没有做这两件事

为了了解R401菌株如何在面临盐胁迫的土壤种植植物中致病，Hacquard和他的团队与Till Schä的天然产物团队合作；berle和Giessen的Fraunhofer分子生物学和应用生态学研究所

研究人员共同鉴定了与编码植物毒性代谢物的相关细菌基因相似的基因。他们分离出了预测的代谢产物，他们称之为芸苔素，并突变了其合成所需的核心基因之一。这种突变足以将R401转化为对植物有益的细菌

引人注目的是，一旦他们掌握了这种化合物，科学家们就可以证明芸苔素本身足以在高盐条件下引起植物疾病。此外，芸苔素不仅对水芹属植物有毒，对经历盐胁迫的番茄植物以及其他微生物也有毒

研究人员可以证明，这种由与氨基酸相连的脂肪酸尾部组成的分子可以在植物膜上形成孔隙。这可以解释为什么当植物面临盐胁迫时，分子的毒性变得明显

Schä；berle对这项研究为改善作物健康带来的可能性感到兴奋。“重要的是，我们要更多地了解微生物产生的天然产物如何影响植物生理。这将使我们能够设计出有效的生物制剂来保护作物。”

Hacquard发现，“一种细菌分子可以同时使植物对渗透胁迫敏感，促进细菌定殖根系的能力，并阻碍细菌和真菌竞争对手的生长。”