近日，我校生命科學(xué)學(xué)院朱軍教授課題組在國(guó)際權(quán)威刊物Proceedings of the National Academy of Sciences of the U.S.A（IF為9.4）在線發(fā)表了題為Plant nodulation inducers enhance horizontal gene transfer of Azorhizobium caulinodans symbiosis island的研究論文。生科院凌軍博士、王卉副教授為論文共同第一作者，朱軍教授、鐘增濤教授為共同通訊作者，李濤、吳萍、唐雨、鄭會(huì)明等師生共同參與該工作，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)為論文第一作者單位和第一通訊單位。
基因水平轉(zhuǎn)移（Horizontal gene transfer, HGT）可以賦予受體菌新的生理性狀，是推進(jìn)細(xì)菌進(jìn)化的重要?jiǎng)恿?，?duì)于寄生和共生的細(xì)菌而言，通過(guò)可移動(dòng)的遺傳元件來(lái)傳播新的生理特性，不僅有助于受體細(xì)菌增加多樣性和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性，也對(duì)真核宿主和共生細(xì)菌之間的相互作用非常重要，然而宿主在此過(guò)程中的作用仍不清楚。田菁根瘤菌（Azorhizobium caulinodans）ORS571是以毛萼田菁（Sesbania rostrata）為宿主的根瘤菌，可以通過(guò)與毛萼田菁進(jìn)行共生固氮來(lái)幫助宿主的生長(zhǎng)。在ORS571基因組中含有一個(gè)87.6 kb的共生區(qū)域，其中包含了與結(jié)瘤、固氮等過(guò)程相關(guān)的基因，稱(chēng)為共生島。該論文在國(guó)際上首次發(fā)現(xiàn)根瘤菌的共生島可以跨屬轉(zhuǎn)移到其它根瘤菌中，使本來(lái)不能與毛萼田菁共生的受體根瘤菌獲得固氮結(jié)瘤能力，這不僅提高了固氮效率，并且擴(kuò)大了根瘤菌的宿主范圍。在此過(guò)程中，宿主起了積極的促進(jìn)作用，其根系組織分泌產(chǎn)生的類(lèi)黃酮物質(zhì)不僅可以誘導(dǎo)根瘤菌進(jìn)行固氮結(jié)瘤，還能顯著提高根瘤菌共生島的水平轉(zhuǎn)移頻率。該研究揭示了宿主在細(xì)菌分子進(jìn)化中的作用機(jī)制，并提供了拓展根瘤菌宿主范圍的新思路，其研究結(jié)果還被Cell旗下微生物學(xué)進(jìn)展領(lǐng)域知名期刊Trends in Microbiology（影響因子9.7）進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。
朱軍教授課題組一直致力于微生物與宿主間相互作用的研究，此前曾在Cell Reports、Molecular Microbiology、Infection and Immunity、Journal of Bacteriology、Applied and Environmental Microbiology等期刊上發(fā)表多篇文章。本次發(fā)表在PNAS上的研究成果主要由我校學(xué)者主導(dǎo)并實(shí)質(zhì)完成，法國(guó)農(nóng)科院Catherine Masson-Boivin研究員和美國(guó)賓西法尼亞大學(xué)Nawar Naseer博士對(duì)文章撰寫(xiě)和修改提出了建議。
Trends in Microbiology 上對(duì)該研究成果的介紹鏈接：http://dx.doi.org/10.1016/j.tim.2015.10.007