近日，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所农业微生物资源团队研究发现芽孢杆菌之间对抗性与亲缘性的联系，该研究为理性设计合成菌群微生物肥料提供理论依据。相关研究成果发表在《自然-通讯（Nature Communications）》上。
据张瑞福研究员介绍，同一生境中的多种微生物之间通过营养竞争（争夺养分等“食物”）和拮抗竞争（以抗生素作为“武器”杀死或抑制对方）争夺各种资源。种间竞争是影响微生物群落的关键因素，一般微生物间亲缘关系越近，营养竞争也越激烈，但菌株间拮抗强度与遗传距离的关系与相关机制还存在很多争议。
拮抗菌通过其特有的抗生素抑制不同亲缘关系的靶标菌
该研究对芽孢杆菌属4000多个全基因组进行了比较分析，发现菌株间亲缘关系越远，其次级代谢产物生物合成基因簇（主要负责合成抗生素等“武器”）的差异也越大。随后发现代表性芽孢杆菌间亲缘关系越远，则彼此抑制越强烈，反之亦然。突变体实验证明，典型根际有益芽孢杆菌SQR9通过其自身特有而靶标菌缺失的抗生素来发挥拮抗作用。综上所述，研究揭示了在芽孢杆菌属内菌株间遗传距离越大，则彼此的抗生素“武器”差异也越大，相互间的抑制也越强烈。该成果不仅解释了达尔文在《物种起源》中提出的物种竞争与亲缘性之间关系的重要生态学问题，同时为设计菌群微生物肥料提供了理论依据。
据了解，该研究得到国家自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程等项目的资助。
