马克斯普朗克植物育种研究所和弗劳恩霍夫分子生物学和应用生态学研究所的研究人员合作开展的一项研究表明，在高盐条件下，单一代谢物如何使细菌对植物产生毒性。

盐渍土使植物对一种非常规的细菌毒性敏感

他们的研究成果发表在《自然通讯》上，可能对气候变化下的农业和植物健康具有重要意义。

气候变化，尤其是气温升高，将对植物生长造成巨大压力，几乎肯定会影响植物产量。气候变暖的一个明显后果是，田地里的植物需要更多的灌溉。然而，浇水越多，盐分也就越多，因为这样，营养盐就会在农业土壤中积累。

气候变化还会通过影响与植物宿主密切共生的大量微生物群落来影响植物健康。这些微生物群落使植物在面对压力时更加坚强，对病原微生物的抵抗力更强。

因此，接种特定细菌群落作为益生菌是保护植物健康的一种有吸引力的策略。然而，为了确保这些接种物有效，有必要了解细菌和植物在不同条件下如何相互作用。

从之前的实验中，德国科隆马克斯普朗克植物育种研究所的共同通讯作者 Stéphane Hacquard 和他的同事知道，在植物微生物群中发现的大约 95% 的细菌在与拟南芥植物的一对一相互作用中是中性或有益的。

然而，少数细菌在实验室条件下与植物一起生长时是有害的，其中包括假单胞菌(Pseudomonas brassicacearum)R401，这是一种在土壤中发现的革兰氏阴性细菌，是植物微生物群的主要成员。

但令人惊讶的是，当这种细菌在自然土壤条件下与植物一起生长时，没有观察到任何疾病。这表明这种细菌需要特定的条件才能引起土壤中生长的植物的疾病。

之前的一些报告显示，盐胁迫会促进植物的细菌感染。事实上，当科学家施用盐时，他们发现在 R401 菌株存在的情况下，植物生长受到了负面影响。

许多革兰氏阴性细菌通过将致病蛋白直接注射到宿主细胞质中来引起毒性。然而，对 R401 基因组的检查未能发现任何编码这种注射装置的基因。此外，许多致病细菌在其植物宿主上过度生长，并采取策略来抑制植物的免疫反应。同样，R401 并没有做这两件事。

为了了解 R401 菌株如何导致土壤中生长的植物在面临盐分胁迫时患病，Hacquard 和他的团队与德国尤斯图斯李比希大学的 Till Schäberle 天然产物研究小组以及吉森弗劳恩霍夫分子生物学和应用生态研究所进行了合作。

研究人员共同鉴定出与编码植物毒性代谢物的相关细菌基因相似的基因。他们分离出预测的代谢物，并将其命名为 Brassicapeptin，并对其合成所需的一个核心基因进行突变。这一突变足以将 R401 变成一种对植物有益的细菌。

令人惊讶的是，一旦掌握了这种化合物，科学家们就能证明，芸苔素本身就足以在高盐条件下引发植物疾病。此外，芸苔素不仅对拟南芥植物有毒，而且对受到盐胁迫的番茄植物以及其他微生物也有毒性。

研究人员可以证明，这种由脂肪酸尾与氨基酸连接而成的分子可以在植物膜上形成孔隙。这可以解释为什么当植物面临盐胁迫时，这种分子的毒性就会显现出来。

Schäberle 对这项研究为改善农作物健康带来的可能性感到兴奋。“重要的是我们要更多地了解微生物产生的天然产物如何影响植物生理。这将使我们能够设计有效的生物制剂来保护农作物。”

哈卡尔德发现，“单个细菌分子可以同时使植物对渗透压敏感，促进细菌在根部定植的能力，并阻碍细菌和真菌竞争对手的生长”，这真是令人惊奇。