미생물 간 상호작용은 미생물 군집의 기능에 영향을 미친다. 그러나 숙주와 연관된 군집 내에서의 미생물 상호작용은 아직 충분히 이해되지 못했다. 본 연구에서 우리는 수혜성(beneficiary) 근권(根圈) 근권세균인 Niallia sp. RD1이 세균의 성장과 식물 숙주와의 유익한 상호작용을 위해 보조자(helper)인 Pseudomonas putida H3를 필요로 한다는 점을 보고한다. 보조자 H3 균주가 없는 경우, Niallia sp. RD1 균주는 약한 호흡과 신장된 세포 형태를 보였으나 세균 콜로니를 형성하지 못했다. 호흡-아마이드 관련 유전자(숙시네이트-반(半)알데하이드 탈수소효소; succinate-semialdehyde dehydrogenase)를 암호화하는 유전자를 표적한 H3의 트랜스포존(transposon) 돌연변이체는 RD1의 콜로니 형성에 대한 지지가 크게 약화된 것으로 나타났다. 이후 배지에 숙시네이트를 추가한 결과, 숙시네이트는 RD1의 성장을 지지하는 ‘공공재(public good)’로 작용함을 확인하였다. 비교 유전체 분석은 RD1이 충분한 숙시네이트를 생성하기 위한 유전자를 결여하고 있음을 보여주었으며, 이는 RD1이 숙시네이트 생합성의 수혜자(beneficiary)로서 진화했음을 시사한다. RD1과 H3 사이의 공생영양(syntrophic) 상호작용은 토마토를 세균성 시들음병(bacterial wilt)으로부터 효율적으로 보호하고 토마토의 성장을 촉진하였다. 배지에 숙시네이트를 첨가하면 RD1에서 복합체 II(complex II)에 의존하는 호흡이 회복되었고, 근권에서 다양한 세균 분리주의 배양이 용이해졌다. 종합하면, 본 연구는 미생물 군집 전반에 흔하게 존재하는 에너지 영양요구성(energy auxotrophic) 수혜자들을 구체화하였으며, 이러한 수혜자들은 근권에서 보조자의 도움을 받아 숙주 식물에 유익을 줄 수 있음을 보여준다.
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