Bacillus velezensis стимулирует резидентный ризосферный Pseudomonas stutzeri, улучшая здоровье растений за счёт метаболических взаимодействий

Трофические взаимодействия играют центральную роль в формировании и функционировании микробных сообществ. В кишечных или почвенных экосистемах успешные инокулянты всегда лучше колонизируют среду при эффективном заселении; однако обмен метаболитами между инокулянтами и резидентными бактериями изучен мало, особенно в ризосфере. В этой работе с помощью биоинформатического, генетического, транскриптомного и метабономного анализа мы выявили синтрофное сотрудничество между инокулянтом Bacillus velezensis SQR9 и полезной для растений аборигенной Pseudomonas stutzeri в ризосфере огурца. Мы обнаружили, что синергическое взаимодействие этих двух видов сильно зависит от условий среды: признаки синтрофного сотрудничества были выражены только в неподвижной нише, богатой питательными веществами, например в плёнкообразной биоплёнке, а также в ризосфере. Наши результаты показали, что в синтрофное сотрудничество вовлечены пути биосинтеза аминокислот с разветвлённой цепью. Геномно-масштабное метаболическое моделирование и метаболический профиль также продемонстрировали метаболическое содействие между бактериальными штаммами. Кроме того, компоненты матрикса биоплёнки Bacillus были необходимы для этого взаимодействия. Важно, что двухвидовой консорциум стимулировал рост растений и помогал им переносить солевой стресс. В целом мы предлагаем механизм, при котором синергическое взаимодействие между бактерией биоконтроля и видовым партнёром улучшает здоровье растений.