根际和根面营养丰富,但对根际微生物有选择性。在这里,我们破译了一个由同源基因调控的转录后网络反式-小rna(sRNAs)AbcR1和AbcR2,重组固氮α根瘤菌的代谢草木犀根瘤菌在侵染前阶段与豆科寄主紫花苜蓿共生。LysR型调节因子LsrB是活跃分裂细菌表达AbcR1所必需的,而AbcR2的胁迫诱导转录依赖于替代性σ因子RpoH1。MS2亲和力纯化结合RNA测序揭示了异常大和重叠的AbcR1/2mrna相互作用体,共同代表了?6%的S、 梅利洛蒂蛋白质编码基因。大多数mRNAs编码转运/代谢蛋白,其翻译被碱基配对沉默为两个不同的抗Shine Dalgarno基序,在两个sRNAs中独立发挥作用。代谢模型辅助分析靶点预测了AbcR1/2表达的变化,这种变化是由碳/氮源的转移引起的,实验证实了这一点。在某些特定培养基中,低AbcR1/2水平预示着与特定mRNAs沉默相关的过度表达生长表型。作为原理的证明,我们证实了AbcR1/2介导的我-氨基酸AapQ通透性。AbcR1/2相互作用体在根际关系中有很好的代表性S、 梅利洛蒂转录组签名。值得注意的是,缺乏AbcR1特别损害了S、 梅利洛蒂在根面上定殖。AbcR1调节因子可能对有效底物的利用进行排序,以优化代谢,因此S、 梅利洛蒂有效根际/根面定殖的优势。AbcR1调控在相关的α-根瘤菌中被认为是保守的,这为设计具有高度竞争力的生物肥料开辟了前所未有的可能性。
重要性根瘤菌和豆科植物之间的固氮根瘤共生体每年为陆地生态系统提供超过一半的结合氮,使植物的生长不依赖于环境不友好的化肥。共生的成功主要取决于根瘤菌在土壤和根际环境中建立竞争种群的能力。在这里,我们提供了一个广泛的RNA转录后网络的调控和结构,精细调节苜蓿共生体的代谢S、 梅利洛蒂从而提高了这种有益细菌在营养丰富但选择性极强的生态位(如寄主植物的根际)上定殖的能力。这种普遍的RNA代谢调节是一个主要的适应机制,预计在不同的根瘤菌物种中发挥作用。由于RNA调控依赖于可修饰的碱基对相互作用,我们的发现为在可持续农业实践中设计豆类植物根际生物群落开辟了一条未经探索的途径。