7月16日，青岛农业大学生命科学学院杨松教授团队在国际期刊Nature Communications（2024，15:5969）上在线发表题为Phosphoribosylpyrophosphate synthetase as a metabolic valve advances Methylobacterium / Methylorubrum phyllosphere colonization and plant growth的研究论文。该研究揭示了对农作物生产具有重要有益影响的新型甲基杆菌性状，优化了甲基杆菌与农作物之间相互作用，为开发高效农作物叶际益生菌剂提高农业绿色生产提供了新的思路。未来获得的新型甲基杆菌菌剂不但方便施用于传统农业生产场地，而且叶际喷施十分适合于盐碱滩涂等特殊农业场景，将助力提升黄河三角洲等盐碱地区种植作物产量和品质，改良修复盐碱地土壤，增益植物固定封存二氧化碳和甲醇效力。

　　甲基杆菌是以植物叶际释放的甲醇及多碳物质作为生长碳源和能源的植物益生菌，然而叶际生态位碳资源稀缺且波动，阻碍了甲基杆菌定殖和促作物生长效果，如何增进甲基杆菌叶际定殖力是亟待解决的一个关键科学问题。近期杨松团队通过细胞底盘设计和进化生物学策略阐释了甲基杆菌一个新颖代谢调控阀，即磷酸核糖焦磷酸合成酶（Phosphoribosylpyrophosphate synthetase，PRS），在甲基杆菌中心代谢和细胞生长之间建立了新代谢关联。该代谢阀调控了甲基杆菌核苷酸合成代谢与甲醇同化代谢的通量平衡，定向突变磷酸核糖焦磷酸合成酶，增强了寡浓度甲醇转化成细胞生物量得率，改善二氧化碳固定。获得的甲基杆菌突变株提高了植物叶际定殖力，显著促进油菜、黄瓜、甜瓜等多种作物生长和产量。

　　生命科学学院张聪博士为该论文第一作者，研究生周狄霏、王梦萦、宋亚珍为共同第一作者，杨松教授为通讯作者。该工作获得清华大学张翀教授、清华大学邢新会教授、中国农业科学院烟草研究所姚陆博士、美国圣地亚哥州立大学Marina G.Kalyuzhnaya教授等关键协助指导。研究课题获得国家重点研发计划“合成生物学”专项“有机碳一原料利用的人工细胞构建（2018YFA0901500）”、国家重点研发计划“绿色生物制造”专项“一碳化合物生物转化制备燃料与化学品技术（2021YFC2103500）”、国家自然科学基金（22078169、31900004）、山东省重大创新工程项目（2021ZDSYS28）的共同资助，获得山东省应用真菌重点实验室、青岛市沼气微生物高值转化利用国际合作基地和青岛市现代种业创新中心等创新平台的大力支持。

编辑：袁琳

审核：周玉森