我院微生物学与免疫学系科学家近期在Molecular Plant、Plant Cell、Nucleic Acids Research、PLoS Pathogens、Microbial Biotechnology、Algal Research-Biomass Biofuels and Bioproducts、Plant Cell and Environment, Environmental Microbiome和Gut Microbes等主流杂志上发表12篇高水平论文。

      病毒与宿主互作研究领域：李大伟课题组发现大麦条纹花叶病毒 (BSMV) 的γb蛋白通过与外壳蛋白 (CP) 的直接互作，以Zn²⁺依赖的方式结合在BSMV粒子表面，增强了CP的RNA结合活性从而促进了病毒的形态建成。富含半胱氨酸的蛋白 (CRP) 结合杆状病毒粒子是Virgaviridae和Benyviridae病毒科的共同特征。研究结果揭示了CRP蛋白促进病毒粒子形态建成的新功能, 扩展了我们对病毒形态发生的分子机制的理解 (Yue et al., 2024, PLoS Pathogens)。张永亮课题组与加州大学Dinesh-Kumar教授合作，利用邻近标记技术分析了免疫核心调控因子SGT1的邻近蛋白互作网络，并鉴定出一个与之互作的免疫负调控因子NSL1。NSL1通过干扰NPR1的核质分布负调控水杨酸介导的抗性; 而植物感受到病毒侵染后，SGT1通过促进NSL1蛋白经泛素化-26S蛋白酶体途径降解从而激活免疫，且SGT1-NSL1功能模块在多个NLR介导的免疫中广泛发挥功能 (Zhang et al., 2024, Molecular Plant)。王献兵课题组研究发现细胞质弹状病毒属的病毒编码一类保守的单次跨膜小蛋白，由45～70氨基酸组成，通过细菌细胞膜通透性和酵母互补实验证明这类蛋白具有病毒孔蛋白和钾离子通道的功能。利用大麦黄条纹花叶病毒 (BYSMV) 的反向遗传学体系，证明病毒P9组成的病毒孔介导植物钾离子流，对病毒包膜的解离和病毒复制复合体的释放起到非常关键的作用。这些结果建立了植物弹状病毒侵染与植物钾离子营养的联系，发现的病毒孔可作为病毒防控的分子靶标 (Gao et al., 2024, Plant Cell)。

  合成生物学研究领域：文莹/田杰生课题组研究发现，格瑞菲斯瓦尔德磁螺菌MSR-1 利用硝化-反硝化代谢途径合成内源 NO，转录调控因子 NsrR响应 NO 信号直接激活磁小体岛基因, 包括最为核心的 mamAB 操纵子的表达, 从而正调控磁小体的生物合成；NsrR 为磁小体合成所必需, nsrR 缺失导致突变株丧失合成磁小体的能力。该研究不仅揭示了磁小体生物合成调控的关键机制，也为趋磁细菌地磁导航研究打下了重要基础 (Pang et al., 2024, Nucleic Acids Research)。文莹课题组通过在阿维链霉菌中异源表达重新组装的梅岭霉素聚酮合酶、利用CRISPRi抑制脂肪酸合成和三羧酸循环3个关键节点基因以及过表达脂肪酸β-氧化途径关键基因，为阿维菌素有效组分B1a合成提供酰基辅酶A前体，有效提高了野生型菌株和工业菌株的阿维菌素B1a产量，同时也为提高其他聚酮化合物产量提供了有效策略 (Yang et al., 2024, Microbial Biotechnology)。文莹课题组和中科院微生物所王为善课题组合作利用乳球菌来源的II型内含子开发了链霉菌基因编辑工具，该工具不仅可将内含子精准插入到染色体的任意靶点实现基因阻断，还可作为载体在染色体上定点插入所需的遗传元件。利用该工具筛选和鉴定了玫瑰孢链霉菌中负责合成红色素的生物合成基因簇，并通过对基因簇中核心基因进行阻断提高了达托霉素产量。此外，还利用该工具激活了委内瑞拉链霉菌中沉默的杰多霉素生物合成基因簇。该研究为链霉菌遗传工程和沉默基因簇挖掘提供了新型基因编辑工具 (Sang et al., 2024, Microbial Biotechnology)。陈芝/李季伦课题组揭示了bZIP家族转录调控因子FabR通过直接负调控脂肪酸合成相关基因（acl、fas和pfa)和抗氧化酶基因(cat、sod1、sod2和gpx)的转录，调控DHA合成及氧化胁迫响应，FabR通过Cys46感受环境的氧化还原状态，形成分子内二硫键改变其DNA结合活性，调控靶基因的表达(Liu et al., 2024, Free Radic Biol Med)；通过对裂殖壶菌碳代谢通路上的8个关键基因进行代谢工程改造，获得了一株总油脂含量达干重82%的高产菌株，DHA占干重的30%以上(Han et al., 2024, Algal Research)；通过对裂殖壶菌的脂肪酸合成通路进行改造，增强PKS途径和活性ACP的供应，弱化FAS途径，获得了一株DHA比例达40.6%的高产菌株，DHA产量较出发菌株提高了56.5% (Liu et al., 2024, Biotechnol Biofuels Bioprod)。

     环境微生物研究领域：袁红莉/杨金水课题组发现黄腐酸能够抑制GmBAK1介导的宿主免疫并通过抑制乙烯合成基因的表达降低大豆内源乙烯含量，促进根瘤菌的定殖、侵染和大豆结瘤(Li et al. 2024, Plant Cell and Environment)；同时黄腐酸还能够帮助大豆起到“物种过滤器”和“有益菌富集器”的作用，特异性富集根瘤菌辅助菌，促进大豆与根瘤菌共生结瘤(Wang et al., 2024, Environmental Microbiome)，该研究完善了黄腐酸介导的植物-微生物互作机制，为黄腐酸在豆科作物上的科学应用提供了理论依据。使用随机森林模型识别了高原人群肠道菌群标志物。利用孟德尔随机化方法发现了肠道菌群与红细胞增多症相关指标之间潜在的因果联系。通过构建SD高原大鼠模型和NCM460缺氧细胞证明了肠道菌群主要代谢物丁酸能缓解低氧造成的肠道损伤。该研究为从肠道菌群角度解析高原人群高原适应的机理提供有益参考(Zhao et al., 2024, Gut Microbes)。

代表性论文：

1. Yue N, Jiang Z, Pi Q, Yang M, Gao Z, Wang X, Zhang H, Wu F, Jin X, Li M, Wang Y, Zhang Y, Li D. Zn²⁺-dependent association of cysteine-rich protein with virion orchestrates morphogenesis of rod-shaped viruses. PLoS Pathogens, 20: e1012311 (2024). https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1012311

2. Zhang D, Yang X, Wen Z, Li Z, Zhang X, Zhong C, She J, Zhang Q, Zhang H, Li W, Zhao X, Xu M, Su Z, Li D, Dinesh-Kumar SP, Zhang Y. Proxitome profiling reveals a conserved SGT1-NSL1 signaling module that activates NLR-mediated immunity. Molecular Plant. 2024, https://doi.org/10.1016/j.molp.2024.07.010.

3. Gao, Q., Zang, Y., Qiao, J. H., Zhang, Z. Y., Wang, Y., Han, C. G., and Wang, X. B.  (2024). The plant rhabdovirus viroporin P9 facilitates insect-mediated virus transmission in barley. The Plant Cell, koae162. https://doi.org/10.1093/plcell/koae162

4. Pang, B., Zheng, H., Ma, S., Tian, J. & Wen, Y. Nitric oxide sensor NsrR is the key direct regulator of magnetosome formation and nitrogen metabolism in Magnetospirillum. Nucleic Acids Research 52, 2924-2941 (2024). https://doi.org/10.1093/nar/gkad1230

5. Sang, Z., Li, X., Yan, H., Wang, W. & Wen, Y. Development of a group II intron-based genetic manipulation tool for Streptomyces. Microbial Biotechnology 17, e14472 (2024). https://doi.org/10.1111/1751-7915.14472

6. Yang, M., Hao, Y., Liu, G. & Wen, Y. Enhancement of acyl-CoA precursor supply for increased avermectin B1a production by engineering meilingmycin polyketide synthase and key primary metabolic pathway genes. Microbial Biotechnology 17, e14470 (2024). https://doi.org/10.1111/1751-7915.14470

7. Liu Y, Han X, Dai Y, Chen Z. bZIP transcription factor FabR: Redox-dependent mechanism controlling docosahexaenoic acid biosynthesis and H₂O₂ stress response in Schizochytrium sp. Free Radic Biol Med. 2024, 210:246-257. http://dx.doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2023.11.027

8. Han X, Liu Y, Yuan Y, Chen Z. Metabolic engineering of Schizochytrium sp. for superior docosahexaenoic acid production. Algal Research. 2024, 77: 103355. http://dx.doi.org/10.1016/j.algal.2023.103355

9. Liu Y, Han X, Chen Z, Yan Y, Chen Z. Selectively superior production of docosahexaenoic acid in Schizochytrium sp. through engineering the fatty acid biosynthetic pathways. Biotechnol Biofuels Bioprod. 2024, 17:75. https://doi.org/10.1186/s13068-024-02524-2.

10. Li, D., Wang, W., Peng, Y., Qiu, X., Yang, J., Zhang, C., Wang, E., Wang, X., and Yuan, H. (2024). Soluble humic acid suppresses plant immunity and ethylene to promote soybean nodulation. Plant Cell Environ. 47, 871-884. http://dx.doi.org/10.1111/pce.14801

11. Wang, W., Li, D., Qiu, X., Yang, J., Liu L., Wang, E., and Yuan, H. (2024). Selective regulation of endophytic bacteria and gene expression in soybean by water soluble humic materials. Environ. Microbiome 19, 2. http://dx.doi.org/10.1186/s40793-023-00546-1

12. Zhao, H., Sun, L., Liu, J., Shi, B., Zhang, Y., Zong, C.Q., Dorji, T., Wang, T., Yuan, H., Yang, J. (2024). Meta-analysis identifying gut microbial biomarkers of Qinghai-Tibet Plateau populations and the functionality of microbiota-derived butyrate in high-altitude adaptation. Gut Microbes 16(1), 2350151. http://dx.doi.org/10.1080/19490976.2024.2350151

撰稿：王献兵

                                                        校 对：杨 萌

审阅：楼慧强