吲哚——种间及跨界信号分子新成员

吲哚作为一种典型的氮杂环芳烃化合物,在自然界中广泛存在。近年来,越来越多的研究表明吲哚具有一定的生物活性,是一种新型种间及跨界的信号分子。研究发现,吲哚不仅可以调节微生物的毒性、耐药性、生物膜形成以及群感效应等生理生化行为,调控植物生长发育和防御系统的形成过程,还能够影响动物的肠道炎症、细胞氧化压力及荷尔蒙分泌等生理健康。因此吲哚在微生物代谢、动物健康和植物生长等多个方面扮演了重要角色,具有重要的生物学及生态学双重意义。文中综述了吲哚从生物代谢到信号传递的研究历史,及其在微生物种内或种间以及微生物-动植物之间跨界的信号传导与调控作用的研究进展,旨在为揭示复杂环境中吲哚生物代谢及信号调控的生物学意义与生态学机制提供重要的理论指导。

植物与微生物之间的跨界信号调控

依靠信号分子的交流方式广泛存在于原核生物和真核生物之间,在此交流过程中,相互联络的生物之间产生并释放小分子化合物,从而建立原核生物和真核生物交流的通道,影响彼此基因的表达,这个过程即为跨界信号交流.跨界信号交流广泛发生在病原菌或益生菌与其宿主之间,其产生的生理效应主要取决于特异信号在生物个体中所激发的信号通路.揭示跨界信号调控的信号分子或语言,并阐明其作用机理具有很大的挑战性.已有研究表明,细菌和植物能产生多种多样的信号分子,解析这些信号分子并探讨其作用机理逐渐成为该领域研究热点,其研究成果将有助于发掘新的植物抗病策略,例如,通过干扰跨界信号调控途径而不是直接杀死病原细菌达到抗病的效果;而益生菌中的信号分子的作用机理的研究,也利于农业上的应用.这篇综述总结了植物与细菌之间跨界信号调控的最新研究进展,以及植物相关细菌群体感应系统的LuxR类的转录调控因子在跨界信号调控过程中的作用机制.