尾ocin尾纤维多样性

Pseudomonas syringae物种复合群（PSSC）是一种重要的植物病原菌，广泛存在于植物叶片表面，对植物健康和农业生产具有重要影响。PSSC通过产生尾噬菌体衍生毒素——尾ocins来杀死竞争菌，从而在植物叶片表面的微生物群落中占据优势。尾ocins的尾纤维与宿主细菌的脂多糖（LPS）O-抗原结构相互作用，决定了其对宿主的特异性杀伤能力。然而，尾ocin尾纤维的全长结构解析一直面临挑战，其在PSSC中的分布和进化机制也尚不清楚。

图1. 属于2型和3型的代表性纤维的结构。

尾ocin尾纤维多样性的发现

研究人员对2,161个公开的PSSC基因组进行了筛查，发现PSSC中的尾ocin尾纤维可以分为三种主要类型，其中两种类型（1a和2）在致病菌株中广泛存在。这些尾纤维类型在结构上存在显著差异，且与不同的LPS O-抗原结构相关。研究人员通过AlphaFold2-Multimer进行高置信度建模，并利用单颗粒冷冻电镜技术验证了尾纤维模型，揭示了尾纤维的模块化、趋同进化、分化和域交换现象。

尾纤维与rfbD基因变异的相关性

研究发现，尾ocin尾纤维的分布与rfbD基因的等位基因多样性密切相关。rfbD基因编码dTDP-4-脱水鼠李糖还原酶，参与LPS O-抗原的合成。具体来说，与rfbD基因的两个主要等位基因类群相关的尾纤维类型分别为1a和2。这种相关性表明，PSSC中的尾纤维分布并非随机，而是受到rfbD基因变异的强烈影响。研究人员还发现，携带不同rfbD等位基因的PSSC菌株倾向于携带不同类型的尾纤维，表明尾纤维的分布受到rfbD基因变异的强烈影响。

关键发现

1、通过基因组分析和蛋白质结构预测，发现了PSSC中尾ocin尾纤维的三种主要类型，其中两种类型（1a和2）在致病菌株中广泛存在。这些尾纤维类型在结构上存在显著差异，且与不同的LPS O-抗原结构相关。

2、尾ocin尾纤维的分布与rfbD基因的等位基因多样性密切相关。携带不同rfbD等位基因的PSSC菌株倾向于携带不同类型的尾纤维，表明尾纤维的分布受到rfbD基因变异的强烈影响。

3、PSSC中的尾纤维和rfbD基因之间存在协同进化关系。这种协同进化可能有助于PSSC菌株在植物叶片表面的微生物群落中维持竞争优势，并影响植物病害的发展。

未来展望与应用潜力

这项研究不仅揭示了PSSC中尾ocin尾纤维结构的多样性及其与rfbD基因变异之间的强相关性，还为理解植物病原菌之间的竞争机制和微生物群落结构提供了新的视角。未来的研究可以进一步探索尾纤维与宿主LPS之间的相互作用机制，以及如何通过基因工程改造尾纤维以提高PSSC菌株的抗菌能力。此外，这些发现还为开发针对植物病原菌的新型生物防治策略提供了重要的科学依据，有望在未来的植物病害管理中发挥重要作用。

参考来源：

Fautt C, Hockett K, Delattre S, et al. Tailocin Tail Fiber Diversity Correlates with rfbD Variation in the Pseudomonas syringae Species Complex[J]. ISME Communications, 2025: ycaf099