在自然生态系统中，不同类型的微生物为了争夺有限的资源和空间，在共进化过程中形成了复杂的相互作用。外膜囊泡（OMVs）是一种由革兰氏阴性菌产生的双层纳米级球形囊泡，介导复杂的生物互作关系，包括细胞通讯、水平基因转移、毒素输送、调节免疫反应以及细胞附着等。黏细菌是黏细菌门微生物的统称，根据食性可分为溶菌类群和溶纤维类群。溶菌类群的黏细菌能够捕食其他活体微生物，形成抗逆性黏孢子，因而广泛分布于全球不同生境，具有重要的生态学功能。课题组的前期研究表明黏细菌能够捕食植物病原微生物，同时参与对土壤微生物群落与环境公共资源的调控，使得黏细菌成为防控农业作物病害的优良生物资源。已有研究发现，黏细菌OMVs参与细菌捕食，并且能够运输不同类型抗菌次级代谢物。然而，OMVs介导的捕食性黏细菌与真菌互作关系及其调控模式尚不清楚。

近日，生科院崔中利教授团队利用前期建立的黏细菌菌种资源库获得了一株对植物病原真菌具有良好拮抗效果的黏球菌MP20，在此基础上构建了以黏细菌MP20和大丽轮枝菌为模式的黏细菌-真菌互作模型。研究发现，黏细菌MP20抑制大丽轮枝菌依赖于细胞的直接接触，显微观察表明真菌诱导黏细菌产生大量的外膜囊泡附着在菌丝上，并与真菌细胞膜融合。同时，OMV装载抗真菌物质黏噻唑等以剂量依赖的作用抑制大丽轮枝菌孢子萌发和菌丝生长以及对植物的侵染，该抗菌作用依赖于OMV膜完整性，暗示着黏细菌利用OMV维持抗菌因子局部有效抗菌浓度，避免因扩散效应导致抗菌活性下降。进一步研究发现，一种ABC transport system参与OMV合成，而铁通过负调控的模式调控该系统的表达，进而通过OMV介导黏细菌与真菌的互作过程。

OMV介导的黏细菌MP20与大丽轮枝菌互作关系及其Fe参与的调控模式

本研究揭示了黏细菌与真菌互作过程中OMV潜在的生态学功能，为深度理解捕食性微生物与猎物的互作关系提供新的视角，同时也为植物真菌病害生物防控提供了新的思路。相关研究成果以“A predator-prey interaction between myxobacteria and fungi mediated by outer membrane vesicles”为题发表在《Journal of Advanced Research》上。该论文以南京农业大学为第一作者和通讯单位，生科院博士研究生王吉宏与已毕业硕士研究生郭翔瑞为论文第一作者，崔中利教授和课题组李周坤教授为论文共同通讯作者。南京农业大学植保学院张正光教授课题组、西南林业大学何霞红教授课题组以及美国怀俄明州立大学Daniel Wall教授为本研究的开展提供了诸多帮助。该项目得到了国家自然科学基金等项目资助。

崔中利教授课题组长期聚焦黏细菌种质资源挖掘与利用研究，基于黏细菌捕食生物学及环境适应性创新研究，系统解析黏细菌与植物丝状病原菌互作的分子机制（Nat Commun, 2023; ISME J, 2023; 2019; Microbiome, 2020），提出了以黏细菌为基础的作物土传病害防控新方案，积极推动生防黏细菌的产业化应用。以建立的黏细菌资源库为基础，获得了系列具有自主知识产权的工业酶类，由此提出了黏细菌作为新型工业酶合成细胞工厂的新思路（Biotechnol Adv, 2025）。以此为基础，实现了可用于原生质制备的新型真菌溶壁酶的产业化。