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期刊：Nature Communications

题目：Soil-dwelling Naegleria enhances plant performance by stimulating beneficial bacterial functions in the rhizosphere

通讯作者：熊武 教授（南京农业大学）

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-64139-x

发表日期：2025-10-13

研究背景

土壤原生动物在影响植物性能方面发挥着重要作用，但它们与植物有益细菌之间的相互作用仍不清楚。本研究旨在探讨两种土壤原生动物（Naegleria sp. 和Cercomonas sp.）如何影响植物病原菌Ralstonia solanacearum，并在合成微生物群落中调控细菌功能，从而促进植物健康。

研究方案

该研究结合体外实验和盆栽实验，评估了两种原生动物对病原菌的捕食偏好及其在合成微生物群落中的作用。作者构建了一个由七种常见根际细菌组成的合成群落（SynCom），并研究了原生动物捕食对特定细菌性状和功能的影响。通过在番茄植物模型系统中进行实验，研究者评估了原生动物对病原菌生长的影响，并通过代谢组学分析检测了与生物膜形成和次级代谢物合成相关的基因表达变化。

研究结果

原生动物对病原菌的捕食偏好：Naegleria sp. 在捕食Ralstonia solanacearum时表现出最佳生长，而Cercomonas sp. 在捕食Acinetobacter baumannii 时生长最佳。

对合成微生物群落的影响：Naegleria sp. 显著增强了 SynCom对病原菌的抑制能力，使抑制效果提高了 74.29%。此外，Naegleria sp. 还使 SynCom的生物膜生物量增加了 2.44 倍。

对细菌生物膜形成的影响：Naegleria sp. 显著增加了 SynCom中不同细菌的生物膜形成能力，而Cercomonas sp. 则降低了生物膜形成能力。

基因表达变化：在Naegleria sp. 存在的情况下，Bacillus velezensisSQR9 的生物膜相关基因（如epsA-O 和tapA-sipW-tasA操作子）和次级代谢物合成基因（如macrolactin H、bacillaene和difficidin）的表达上调。

图1. 两种原生动物与合成群落对病原菌Ralstonia solanacearum的影响及其对植物生长的意义

图2.两种原生动物对Bacillus及合成群落成员生物膜形成的影响

图3.原生动物Naegleria对合成群落中Bacillus velezensisSQR9基因表达的影响

研究结论

该研究表明Naegleria sp. 通过捕食病原菌、促进有益细菌的生长以及刺激保护性微生物功能，从而增强植物健康。这些发现为利用原生动物作为生物控制剂以促进可持续农业发展提供了新的视角。

图4.原生动物与根际细菌类群相互作用的生态机制概念模型