Institute of Plant Protection, Tianjin Academy of Agricultural Sciences, Tianjin, Chinaらのグループは、バチルス・サブティリスの根圏におけるコロニー形成におけるスクロースを起点と知る新たなシグナルカスケードの存在について報告しています。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8397739/
バチルス・サブティリスは優れた善玉菌であり、多くの土壌伝染性植物病原菌を抑制することができることが知られています。 しかし、そのような有益な細菌はどのようにして植物の宿主からの信号を認識し、根圏にコロニーを形成し、最終的に植物との親密な関係を構築していくのでしょうか？ この問題に対する焦点の1つは、植物の根から分泌される栄養素とその根圏細菌への影響であります。根から放出される栄養素の中で、スクロースは根圏に最も豊富に放出されることが知られています。光合成植物は固定炭素輸送および異なる組織間での貯蔵メカニズムとして主にスクロースを使用するため、スクロースは植物にとって非常に重要です。
下の図において、スクロースが他の幾つかの根の分泌糖（フルクトース、グルコース、マルトース）よりも、トマトの根において、バチルス・サブティリスの強力な根圏コロニー形成を誘導することが明確に示されています。
赤色に蛍光修飾された枯草菌のコロニー形成の違い（Fru: フルクトース, Glc: グルコース, Mal: マルトース, Suc: スクロース）
さらに、スクロースを添加した根圏土壌では、バチルス菌の相対存在量は約10.1％に達しましたが、この比率はスクロースを添加しない場合はわずか約0.1％であり、スクロース刺激によって根圏の天然バチルス菌の存在量が100倍に増加したことを示しています。スクロースによる。バチルス菌の存在量に対する強い正の影響に加えて、シュードモナス菌の比較的低い存在量（0.05％）も、野生型バチルス・サブティリスの接種により2.7％に上昇し、同時にスクロースを添加すると12.5％に更に上昇しました。また、スクロースの添加により、フザリウム・オキシスポルム属菌による土壌伝染病の抑制効率が向上することも示されました。
大きな疑問は、どのようにしてバチルス・サブティリスは、乾いた土壌の中で効果的に根圏にマイグレートできるのだろうか？ということです。
この質問に関して、著者らは、スクロースがシグナル伝達カスケードを活性化して乾いた土壌での運動性を誘発し、バチルス・サブティリスによる効果的な根のコロニー形成をもたらすことを示しました。つまり、スクロースはレバンの生合成を誘起し、レバンはさらに加水分解されてレバノオリゴ糖になり、最終的にバチルス・サブティリスからのサーファクチンの強力な産生を誘発することで、乾いた土壌での運動性を加速するのです。