宋水山, 赵 芊

(河北省科学院生物研究所 河北省主要农作物微生物病害控制工程技术研究中心, 河北 石家庄 050051)

细菌是单细胞生物。通常认为细菌是单独行动，不与邻近细胞沟通。但近期的研究表明，细菌细胞间可通过相互通讯联系以协调基因表达，从而以类似于多细胞生物的群体形式对不断变化的环境条件做出反应。这种细胞与细胞间的通信机制被称为群体感应(quorum sensing，QS)[1-2]。每个细菌细胞合成一种小分子化合物作为自诱导物质(auto-inducer，AI)信号，随着细菌群体密度的增加胞外AI浓度逐渐增加。当AI浓度达到一定的浓度阈值时，信号分子与胞内受体蛋白结合，信号分子-受体蛋白复合物作为转录调节因子启动菌体中与群体行为相关的基因表达，进而同步协调整个细菌群体活动。细菌生物发光[3]、色素合成[4]、抗生素产生[5]、生物膜[6]、致病性[7]等均受细菌QS的调控。研究表明，细菌除了可以利用QS进行种内特异性交流外，还可以利用QS感知周围其他种群细菌的数量来调控自身的行为，进行种群间的交流[8-9]。除此之外，近年的研究表明，细菌QS信号分子也可以被微生物的真核植物宿主感应，从而介导植物-细菌的跨界信息交流[10-13]。解析细菌QS以及由其介导的跨界信息交流和信号转导机制，有助于发现干扰和利用细菌QS的新靶点，制定新的防控动物疾病、植物病害的新策略。本文综述细菌QS及其介导的植物-细菌信息交流的最新研究进展，以期为通过操纵细菌QS达到提高植物病害防治效果提供理论基础和指导。……