放线菌以其产生大量次级代谢产物的能力而闻名，这些次级代谢产物在抗生素发现、生物防治和植物生长调控方面具有重要的应用价值。放线菌的次级代谢产物包括可扩散的和挥发性的化合物。微生物挥发性有机化合物（VOCs）是一种以低分子量和高挥发性为特征的化学分子，主要包括醇、酮、萜烯、烷烃等，具有高度可变的结构。挥发性有机物可以很容易在空气、水和土壤中扩散，在没有物理接触的情况下远距离发挥抗病原体和植物生长促进剂的作用。挥发性有机化合物是介导微生物与微生物，植物与微生物交流对话的重要信号分子。迄今，微生物挥发物介导的植物-微生物相互作用的研究主要集中在细菌和真菌方面，涉及放线菌的报道较少。![]()
2024年6月30日，微生物学主流期刊Microbiological Research（中科院一区TOP，IF=6.1）在线发表了江苏师范大学秦盛教授课题组题为“Aerial signaling by plant-associated Streptomyces setonii WY228 regulates plant growth and enhances salt stress tolerance”的研究论文，报道了植物内生西塘链霉菌WY228产生的挥发性有机物调节植物生长与盐胁迫耐受机理方面的最新成果。本研究以前期发现的通过VOCs发挥生防功能的内生链霉菌S.setonii WY228为对象（Appl Environ Microb, 2022），发现WY228产生的挥发物能显著促进拟南芥和番茄幼苗的生长，增强耐盐性，诱导早开花，增加果实产量。植物促生长特性分析表明，该菌能产生吲哚-3-乙酸、铁载体、ACC脱氨酶、固氮和溶解无机磷。这些能力通过基因组测序和分析得到了进一步证实。挥发性有机化合物分析表明，从ISP 2培养基中释放出的挥发物主要由倍半萜和2-乙基-5-甲基吡嗪组成。进一步的二氧化碳捕获研究表明，VOC主要发挥了促生作用，2-乙基-5-甲基吡嗪和倍半萜类挥发物是促进生长的主要调节剂，使用萜类合成抑制剂、纯化合物和挥发性成分的比较证实了这一点。转录组分析结合突变体和抑制剂的研究表明，WY228挥发物主要通过激活拟南芥生长素信号和极性运输促进根发育，并通过激活乙烯信号促进根毛发育。此外，挥发物还调控植物脱落酸信号转导，并激活MYB75转录因子，从而促进花青素的合成，增强植物的耐盐性。该研究发现表明，气传信号介导的植物生长促进和非生物胁迫耐受可能是链霉菌与植物相互作用中被忽视的机制。这项研究还为在可持续农业实践中调节植物生长和提高农作物产量提供了新策略。![]()
图3. 菌株WY228挥发性有机化合物促进拟南芥生长发育
江苏师范大学生科院硕士研究生覃月映为论文第一作者，秦盛教授为论文通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金项目 (32270004)和徐州市重点研究发展计划(KC22077)的资助。论文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0944501324002246
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