[賴爾珉/郭志鴻] 農桿菌第六型分泌系統於冠癭病發生及其微生物相的影響

許多變形菌門的細菌都利用第六型分泌系統（type IV secretion system, T6SS）進行細菌間的競爭，但是目前對於第六型分泌系統在複雜微生物群落的作用所知卻甚少。前人研究顯示，在多種植物上造成冠癭病（crown gall disease）的土傳性植物病原細菌——農桿菌，可以利用第六型分泌系統在培養基上及植物體內攻擊近緣和遠緣的細菌物種。儘管當農桿菌直接接種在植物傷口處時，第六型分泌系統的有無並不影響冠癭形成，但推測此系統可能有助於農桿菌在土壤中與其他細菌競爭，以便進入植物傷口並在冠癭內繁殖。為驗證上述假說，由本所賴爾珉 及郭志鴻帶領的研究團隊設計實驗以瞭解農桿菌第六型分泌系統於自然環境下對致病率及冠癭內菌相的影響。藉由建立農桿菌的土壤接種法模擬自然感染的過程，再利用改進後的16S核糖核酸基因擴增子定序調查冠癭內細菌菌相的實驗方法(命名為SI-BBacSeq)，此新研究發現農桿菌之第六型分泌系統對冠癭病的發生率及冠癭內的微生物相組成均有影響。經由在不同季節的多次土壤接種實驗，研究團隊發現第六型分泌系統突變株的冠癭病發生率顯著降低，而季節在塑造冠癭微生物相落中扮演著比第六型分泌系統更重要的角色。此外，在夏季時第六型分泌系統對冠癭微生物相的影響較明顯，其中兩個屬於Sphingomonadaceae科的物種和Burkhoderiaceae科在突變株誘導的冠癭微生物相有顯著較高的相對豐度。進一步的培養基上競爭和植物傷口纏據試驗顯示農桿菌對番茄根圈中分離的Sphingomonas sp. R1菌株有藉由第六型分泌系統介導的拮抗作用。總括而言，這項研究為農桿菌的第六型分泌系統如何促進冠癭病發生並影響冠癭內微生物相的組成等課題提供突破性的新知。

此論文的第一作者為王思翀（前中央大學生命科學系碩士班學生，現為賴爾珉實驗室研究助理），其他作者包含植微所基因體學技術核心實驗室 的研究副技師周素珍及研究助理陳艾屏，負責協助定序流程的開發及優化。此論文已發表於美國微生物學會期刊mBio (Wang et al., 2023) 。