2026年1月29日，Cell Press旗下期刊《Cell Host & Microbe》在線(xiàn)發(fā)表了南京農(nóng)業(yè)大學(xué)沈其榮院士團(tuán)隊(duì)的研究論文“Predation by soil protists shifts bacterial metabolism from competitive to cooperative interactions”。該研究聚焦土壤微食物網(wǎng)中原生動(dòng)物對(duì)細(xì)菌代謝互作的調(diào)控作用，研究系統(tǒng)揭示了原生動(dòng)物的捕食壓力可促使細(xì)菌群落的代謝互作模式由資源競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)向代謝合作，為理解土壤微生物功能形成及微食物網(wǎng)調(diào)控提供了新的見(jiàn)解。

原生動(dòng)物是土壤細(xì)菌的主要捕食者，也是影響土壤微生物群落組成與功能的重要生物因子。然而，原生動(dòng)物捕食對(duì)細(xì)菌群落內(nèi)成員的影響，究竟是強(qiáng)化細(xì)菌之間的資源競(jìng)爭(zhēng)，還是促進(jìn)交叉互養(yǎng)實(shí)現(xiàn)代謝互補(bǔ)，長(zhǎng)期以來(lái)缺乏跨尺度、可量化且可驗(yàn)證的系統(tǒng)性論證。

本研究構(gòu)建了一套系統(tǒng)性的定量研究框架，整合全球尺度土壤調(diào)查、細(xì)菌群落代謝模擬、微生物群落功能預(yù)測(cè)以及可控實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證?；趯?duì)全球757份土壤樣本的綜合分析發(fā)現(xiàn)：原生動(dòng)物捕食壓力與細(xì)菌群落代謝互作由競(jìng)爭(zhēng)主導(dǎo)向合作主導(dǎo)的轉(zhuǎn)變呈現(xiàn)高度一致的關(guān)聯(lián)性。該規(guī)律在獨(dú)立的外部土壤數(shù)據(jù)集及根際宏基因組數(shù)據(jù)中得到重復(fù)驗(yàn)證，表明這一生態(tài)模式具有廣泛的普遍性。

在機(jī)制層面，宏基因組分析顯示原生動(dòng)物對(duì)細(xì)菌群落產(chǎn)生了明顯的“性狀過(guò)濾”效應(yīng)：原生動(dòng)物更傾向削弱低GC含量、以糖類(lèi)底物為主的細(xì)菌類(lèi)群，富集高GC含量、偏好利用有機(jī)酸和氨基酸的細(xì)菌，從而增強(qiáng)群落內(nèi)部的代謝互補(bǔ)與交叉供養(yǎng)，尤其強(qiáng)化了以有機(jī)酸代謝為核心的物質(zhì)交換與功能耦合。這一機(jī)制在原生動(dòng)物—細(xì)菌合成菌群（SynCom）共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中得到了直接驗(yàn)證，宏轉(zhuǎn)錄組分析表明：原生動(dòng)物捕食還能顯著上調(diào)多種與植物促生相關(guān)的微生物功能?；谏鲜霭l(fā)現(xiàn)，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)土壤微宇宙和溫室盆栽試驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)，原生動(dòng)物的引入能夠增強(qiáng)細(xì)菌交叉供養(yǎng)水平，并顯著促進(jìn)番茄植株生長(zhǎng)。

綜上所述，本研究表明原生動(dòng)物不僅是“細(xì)菌消費(fèi)者”，更可能是調(diào)控細(xì)菌群落代謝方式與生態(tài)功能的關(guān)鍵“工程師”。研究提出的定量分析框架為評(píng)估原生動(dòng)物驅(qū)動(dòng)的細(xì)菌合作及其生態(tài)功能提供了可復(fù)制的研究路徑，并為未來(lái)從跨界（cross-kingdom）視角解析根際微生物組與植物健康的調(diào)控機(jī)制提供了堅(jiān)實(shí)的理論與方法學(xué)基礎(chǔ)。

圖1土壤原生動(dòng)物捕食調(diào)控細(xì)菌代謝互作模式及其生態(tài)功能的概念總結(jié)圖

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院已畢業(yè)博士劉宸（現(xiàn)任湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源學(xué)院講師）、博士研究生孫碩和任翔宇為論文的共同第一作者，熊武教授和韋中教授為論文的通訊作者，沈其榮院士、徐陽(yáng)春教授、王世梅教授、江高飛教授、Alexandre Jousset教授、以及荷蘭瓦格寧根大學(xué)Stefan Geisen助理教授共同參與并指導(dǎo)了該研究工作。李榮教授與徐志輝教授在本研究過(guò)程中提供幫助。

文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.chom.2026.01.006