CRAGE-RB-PI-seq揭示植物相关细菌在根部定殖过程中的转录动态

植物根系向根际释放多种代谢物，塑造微生物群落及其功能。尽管宏基因组学拓展了我们对这些群落的认知，但对其成员在宿主环境中的生理状态知之甚少。通过RNA测序进行转录组分析是深入了解的常用方法，但由于细菌生物量低和植物RNA干扰，其应用一直具有挑战性。为克服这一难题，我们将随机条形码启动子文库插入测序（RB-PI-seq）与独立于底盘的重组酶辅助基因组工程（CRAGE）相结合。以模拟根际细菌Pseudomonas simiae WCS417为模型，该方法实现了条形码转录本的靶向扩增，绕过了植物RNA干扰，并允许在拟南芥根部定殖期间测量数千个启动子的活性。我们的分析揭示了时间分辨的转录调控，包括与细胞生长、趋化性、植物免疫抑制、生物膜形成和应激反应相关的调控，反映了对根环境的协调生理适应。此外，我们发现黄嘌呤脱氢酶和溶菌酶抑制剂的转录激活对于逃避植物免疫系统至关重要。该框架可扩展至其他细菌物种，并为理解根际细菌在自然环境中的基因调控提供了新机会。