南京农大利用窄谱资源利用菌增强群落稳定性

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关键词：

来源：

Nature Communications

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//agri.nais.net.cn/topic/downloadFile/72f1dcfb-ff32-4c7b-9844-660f744615c0

来源地址：

https://www.nature.com/articles/s41467-025-61432-7

资源所属：

农业生物技术专题

类型：

学术文献

语种：

英语

原文发布日期：

2025-07-02

摘要：

2025年7月2日，来自南京农业大学张瑞福、缪有志等研究团队在《Nature Communications》发表题为《Narrow-spectrum resource-utilizing bacteria drive the stability of synthetic communities through enhancing metabolic interactions》的研究论文，该研究通过整合表型微阵列、基因组尺度代谢模型（GMM）和代谢组学技术，筛选六种功能互补的植物根际促生菌（包括固氮菌Azospirillum brasilense K、解磷菌Pseudomonas fluorescens J等），构建稳定的合成群落（SynCom），发现窄谱资源利用菌（NSR，如Cellulosimicrobium cellulans E和Pseudomonas stutzeri G）通过降低代谢资源重叠（MRO）和提升代谢互作潜力（MIP）显著增强群落稳定性；代谢模型模拟显示NSR菌株资源利用宽度与MIP呈负相关（R²=0.4901）、与MRO呈正相关（R²=0.3465），实验验证其通过分泌天冬酰胺、维生素B12和异亮氨酸等关键代谢物形成互作网络，剔除NSR菌株导致群落丰度下降100-1000倍；最终构建的SynCom4（C. cellulans E, B. velezensis SQR9, P. fluorescens J, A. brasilense K）和SynCom5（C. cellulans E, P. stutzeri G, B. velezensis SQR9, A. brasilense K, B. megaterium L）在番茄根际维持高丰度（>10⁵ CFU/g），使植株干重增长85.6%和91.9%，为靶向设计农业功能菌群提供了"代谢互作驱动"的新策略。