广东
近日，南京农业大学沈其荣院士团队在《Science Advances》发表题为“O-Glycosylated Expansin ThSWO condensates drive Trichoderma harzianum attachment to rice root during the colonization process”的研究论文。研究揭示了生防真菌哈茨木霉（Trichoderma harzianum）通过O-糖基化膨胀素ThSWO与岩藻糖结合凝集素ThFFSL的协同作用，在水稻根表实现高效附着的分子机制，并构建了真菌早期定殖的时空模型。该成果深化了对真菌—植物早期互作机制的认识，也为提升木霉的根际定殖效率提供了新的理论依据。南京农业大学是论文第一完成单位，已毕业博士生陈辰为论文第一作者，刘东阳教授、沈其荣教授为共同通讯作者。
有益微生物稳定定殖植物根系，是其持续发挥促生、防病功能的重要前提。尽管膨胀素（expansin）可松弛植物细胞壁，凝集素（lectin）可通过识别特定糖结构介导微生物与宿主互作，但二者如何在真菌抵达根表后的早期附着阶段协同作用，仍缺乏深入认识。
研究发现，哈茨木霉分泌的膨胀素蛋白ThSWO兼具细胞壁松弛与凝聚锚定功能。其D1和D2结构域中的D310、D348、Y394、Y395等关键残基可有效松弛水稻细胞壁纤维素的结晶结构；同时，ThSWO富含丝氨酸的内在无序区（IDR）及多个O-糖基化位点促使其形成生物分子凝聚体，并富集于水稻根细胞壁间隙。凝聚体糖基化修饰上的岩藻糖残基进一步结合岩藻糖结合凝集素ThFFSL，使其在根表实现定位。被锚定的ThFFSL可引导菌丝伸长，并通过提高菌丝表面粗糙度、比表面积和孔体积，增强菌丝的根表附着能力。
膨胀素蛋白ThSWO凝聚体特性及根表吸附分析
基于上述发现，研究构建了“膨胀素凝聚体锚定—凝集素增强菌丝—O-糖苷酶解离”的哈茨木霉早期附着时空模型：定殖初期，ThSWO通过IDR和O-糖基化形成凝聚体并锚定于根细胞壁间隙，一方面发挥细胞壁松弛作用，另一方面作为富含岩藻糖的“支架”结合ThFFSL，促进菌丝伸长和稳定附着；定殖后期，O-糖苷酶去除ThSWO的糖基化修饰，促使复合体解离并降低ThSWO对根系的吸附，从而减少持续润胀可能造成的损伤，实现附着过程的动态调控。该研究解析了真菌早期定殖中关键附着步骤的分子基础，建立了膨胀素与凝集素之间的直接功能联系，为定向提升木霉根际定殖与生防效能提供了新的理论靶点。
哈茨木霉根系早期定殖机制示意图
论文链接：
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aef7536
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