植物内生菌與植物形成共生體，在長期協同進化的過程中已逐漸進化出一套針對病原菌的多重防禦體系。内生菌可通過産生活性代謝産物激發宿主植物的免疫防禦系統，從而保護宿主植物免受病原體的侵染。最近研究發現，病原菌在入侵植物組織過程中，為了克服植物細胞壁的障礙，病原微生物會分泌大量的細胞壁水解酶（果膠酶、聚半乳糖醛酸酶、葡聚糖酶、纖維素酶和木聚糖酶等）來降解植物細胞壁中的多糖組分，并通過釋放細胞壁碎片或寡糖分子作為損傷相關模式分子（Damage-associatedmolecular patterns, DAMPs）來激活植物免疫反應。然而，關于植物内生菌分泌的水解酶，特别是α-甘露糖苷酶，在植物免疫激活并增強宿主抗病性的分子機制尚未報道。

2023年4月18日，2003网站太阳集团朱詠華教授團隊在中科院一區TOP期刊Microbiology Spectrum (IF: 9.043)發表題為“The Rice Endophyte-Derived α-Mannosidase ShAM1 Degrades HostCell Walls To Activate DAMP-Triggered Immunity against Disease”的研究論文。該研究首次證實了内生菌來源的α-甘露糖苷酶可通過降解宿主水稻細胞壁釋放低聚糖作為DAMPs來激活宿主的免疫反應，從而增強宿主水稻抵抗稻瘟病的能力。

該研究針對前期篩選出的一株能顯著提高水稻抗病能力的水稻内生放線菌Streptomyces hygcrscopicusOsiSh-2，采用離子交換層析、分子凝膠層析和蛋白質生物質譜等方法，從OsiSh-2發酵液中分離并獲得一種蛋白激發子ShAM1，能夠誘導多種植物産生典型的過敏反應。進一步研究表明，ShAM1可以激活宿主水稻内一系列的免疫反應，如MAPKs蛋白磷酸化級聯反應、ROS迸發、胼胝質的沉積和免疫相關基因的表達。ShAM1誘導水稻處于“防禦警備狀态”，進而幫助水稻增強對稻瘟病菌的識别能力與免疫響應能力，并啟動JA/ET信号通路中的防禦相關基因的表達，有效地提高了宿主水稻的抗病能力。對ShAM1介導宿主免疫的作用模式進行研究發現，ShAM1具有α-甘露糖苷酶活性，且依賴于其糖苷水解酶的活性來降解水稻細胞壁釋放低聚糖，低聚糖作為DAMPs調控宿主水稻的免疫抗病性。綜上所述，内生菌OsiSh-2能通過分泌α-甘露糖苷酶ShAM1降解水稻細胞壁，釋放低聚糖類的DAMPs來激活宿主水稻的免疫活性并增強其抗稻瘟病的能力。這一發現為内生菌-宿主植物的相互作用機理提供了理論基礎，同時為開發新型生物農藥和水稻抗病性提供了有益的資源。

圖1ShAM1激發宿主水稻抗病性的機制模式圖。

2003网站太阳集团博士蔔志剛和碩士李玮為本論文的共同第一作者，2003网站太阳集团朱詠華教授和劉選明教授為本論文的共同通訊作者。該研究得到國家自然科學基金、湖南省重點研發計劃等項目的資助。

2003网站太阳集团朱詠華教授團隊長期以植物内生菌（主要為放線菌）為研究對象，分離并篩選具有調控植物生長發育及抗逆能力的功能性内生菌，并研究其與植物互作的分子機制，開發用于生物農藥、肥料的微生物資源和高活性代謝産物的生産新途徑，主持多項國家自然科學基金和湖南省科技廳重點項目。該團隊先後在mBio、Journal of Cleaner Production、Science of the Total Environment、Journal of Agricultural and Food Chemistry、Biotechnology for Biofuels、TheCropJournal等權威學術期刊上發表50餘篇高水平研究論文，獲得國家授權發明專利8項。

此論文鍊接：https://doi.org/10.1128/spectrum.04824-22