我是顾少华
五一假期，我还是安安静静的坐在学习室，相比被淹没在人海，我更喜欢一个人的轻松自在（Ku Bi）。
五一劳动节是为了纪念一次伟大的工人运动而设立的。十八世纪末，美国和欧洲等许多国家，资本家残酷的剥削工人，工人们为了争取生存的条件，纷纷团结起来，通过罢工运动与资本家做斗争，最终取得了胜利。
要争取"生存条件"，就只有团结起来。个人的能力终是相对微弱而渺小的，团队的力量才是不可估量的。记得2014年7月份我来到LorMe实验室，整个暑假都在宜兴跟着师兄师姐们在温做着关于防控土传青枯病相关的课题，相互交流探讨如何提高工作效率，改善防病效果。LorMe成员间的团结互助风气让我这个新人感到家的温暖。
合作可以分担痛苦，分享欢乐
通过与师兄师姐们的交流以及阅读了大量关于青枯菌的文章，我对侵染能力超强的青枯菌充满了好奇。我很好奇为什么青枯菌可以这么强大？可能还是初生牛犊不怕虎，我什么都敢想，我觉得青枯菌的强大绝对不可能仅仅是因为自身能力强大到可以自我击败一切“敌人”。我当时就一直在想也许它可能很善于交际，它很会交“朋友”，在根际肯定有很多“朋友”，团结了一切可以团结的力量，帮助它在植物根际繁衍和入侵。
朋友的"好坏"都是相对的，换个视角看看
通过与导师的多次交流，在老师的悉心指导下，我终于确定了一个研究方向，做有关于微生物铁载体的研究。【铁载体（siderophores）是一种可以结合三价铁离子（ferric ion）并且供给给微生物细胞的低分子量物质。环境中生物可利用铁离子非常有限，生物间对铁离子的争夺非常激烈】。接到这样一个任务，我没有多想，我开始积极阅读相关文献，通过文献的阅读以及与老师的交流，渐渐确定了将铁载体的研究重点放在微生物的交流与合作上，主要还是研究铁载体在根际细菌与青枯菌交流中扮演的角色。因为铁载体在微生物交流中作用的特殊性，它既可以促进合作也可以加剧竞争4。
从20世纪80年代研究至今，研究铁载体在微生物交流与合作作用的经典微生物是假单胞菌1, 7，近些年铁载体的研究开始多样化，已经遍布农业、医学、生态、环境各个领域，但是主要还是站在进化学的角度以合作研究为主，因为它可以作为“public goods”提供微生物与微生物之间的合作机会5, 6。这与我前期的思考不谋而合：青枯菌之所以强大，绝不仅仅是个人单枪匹马的英雄主义，也许铁载体在青枯菌与根际细菌的交流合作中发挥着重要的作用。一旦突破了这一点，那接下来我们要做的就是思考如何孤立青枯菌了，这将提供一种全新的防治青枯菌的思路与策略。
真在的坏的只有青枯菌一个，大部分细菌都是无奈的和不知不觉的？建立一个健康的根际环境是最重要的。
以下偏学（Wu）术（Liao），非科研工作者可略过
之所以这样思考这个问题，绝不是完全没有依据的。铁是几乎所有需氧微生物的关键增长限制因素之一。由于土壤、地表水、海水、植物组织和动物组织等环境中生物可利用性特别低，所以微生物在自然环境中或者在生物体内存在激烈的铁素营养竞争。病原菌入侵植物成功后，通过分泌铁载体获取生存机会。大多数植物病原菌进入植物体后，通过木质部在植物体内传播。一旦在植物体内，病原菌需要能够从两种主要的铁输送配体（尼古丁胺和柠檬酸盐铁螯合物）中获取铁素营养才可以生存繁衍。病原菌无法直接利用这两种配体，为此，病原微生物必须产生铁载体去掠夺这两种配体中的铁素营养。病原菌分泌了铁载体，宿主还可以采取措施，限制其对铁素营养的利用，如：类似于动物，分泌铁载体结合蛋白11。
在与导师的交流讨论中，导师又开始引导我去思考另外一个问题，土壤中微生物可以通过哪些途径帮助病原菌，当然我更需要思考的是微生物是如何通过铁载体途径影响病原菌的生长和致病的。我想如果要回答这个问题，首先我需要知道土壤中微生物之间的合作规则。与实验室李梅同学（李同学重点做群体间互作特征与入侵抵抗力关系）讨论后，我了解到微生物之间的合作大致可分为五个规则，分别是“Kin Selection”，“Direct Reciprocity”，“Indirect Reciprocity”，“Network Reciprocity”，“Group Selection”8。其中“Kin Selection”被研究的比较多，也是主流合作规则，一般被认为微生物之间亲缘性近的较亲缘性远的而言合作的概率要大得多10，当然病原菌也不会例外3。因为环境的多变性导致微生物在长期的交流中形成了多种多样的合作规则。关于病原菌与合作者互利的研究也不少，其中近期看到的一篇关于病原菌青枯菌与真菌合作的文章9很有意思，青枯菌可以寄生在真菌菌丝内，成为真菌的内生细菌，这是一个互利共生的情况，内生青枯菌可以提高配对真菌的生存能力。在了解了这些信息之后我开始去思考，根际细菌是如何通过铁载体的途径去影响病原菌在根际繁衍与致病的。
现在有很多研究表明，病原菌在产生铁载体和致病力之间存在一个权衡，2016年的Naturecommunication中的文章2就报道了，病原菌分泌铁载体去获取环境中的铁会降低自身的致病力。由这一点信息可以引发我们去思考，根际细菌分泌铁载体作为公共物质去帮助病原菌吸收环境中的铁素，这样病原菌自身就省去了分泌铁载体这一自耗的生理过程，从而增强了其致病性。相反的铁载体也可以作为拮抗物质，隔绝环境中有限的铁素，促使病原菌分泌大量的铁载体，从而达到降低其致病性的效果。我们LorMe实验室检测发现发病和健康番茄根际的初始青枯菌的数量往往都不低，但是为什么一个就发病了，一个就未致病。我们已经从土壤理化特性、土壤微生物群落结构、土壤关键微生物、土壤微生物群体互作特征、土壤噬菌体等角度开展了大量研究。最近又在分析根际土壤病原菌种群的致病力差异。根据这篇文章我们不妨做一个大胆的猜想，也许健康和发病根际青枯菌的致病性因分泌铁载体能力不同而存在差异。当然铁载体可以作为信号物质（群体感性信号物质）影响微生物的生长与交流的报道也很多，这次就不一一论述了。
以上内容都只是个人的部分思考，千里之行，始于足下，未来还有很长的路要走，但既然选择了启程，那就只管风雨兼程。
最后感谢李梅同学和韦中老师在此文写作过程中给予的建议和指导。本文部分图片来源网络，如有侵权请告知。
Reference
1. Charles D Cox, Kenneth L Rinehart,MichaelL Moore, and J Carter Cook, 'Pyochelin: Novel Structure of anIron-ChelatingGrowth Promoter for Pseudomonas Aeruginosa', Proceedings of the NationalAcademy ofSciences, 78 (1981), 4256-60.
2. S. A. Ford, D. Kao, D. Williams, andK. C.King, 'Microbe-Mediated Host Defence Drives the Evolution of ReducedPathogenVirulence', Nat Commun, 7(2016), 13430.
3. Ashleigh S Griffin, Stuart A West,andAngus Buckling, 'Cooperation and Competition in Pathogenic Bacteria',Nature, 430 (2004), 1024-27.
4. M. E. Hibbing, C. Fuqua, M. R. Parsek,andS. B. Peterson, 'Bacterial Competition: Surviving and Thriving in theMicrobialJungle', Nature ReviewsMicrobiology, 8 (2010), 15-25.
5. T. Julou, T. Mora, L. Guillon,V.Croquette, I. J. Schalk, D. Bensimon, and N. Desprat, 'Cell-CellContactsConfine Public Goods Diffusion inside Pseudomonas AeruginosaClonalMicrocolonies', Proc Natl Acad Sci U S A,110 (2013), 12577-82.
6. R. Kummerli, and S. P. Brown,'Molecularand Regulatory Properties of a Public Good Shape the Evolution ofCooperation',Proc Natl Acad Sci U S A,107 (2010), 18921-6.
7. J. Lin, W. Zhang, J. Cheng, X. Yang,K.Zhu, Y. Wang, G. Wei, P. Y. Qian, Z. Q. Luo, and X. Shen, 'A PseudomonasT6ssEffector Recruits Pqs-Containing Outer Membrane Vesicles for IronAcquisition',Nat Commun, 8 (2017),14888.
8. Martin A Nowak, 'Five Rules fortheEvolution of Cooperation', science,314 (2006), 1560-63.
9. J. E. Spraker, L. M. Sanchez, T. M.Lowe,P. C. Dorrestein, and N. P. Keller, 'Ralstonia Solanacearum LipopeptideInducesChlamydospore Development in Fungi and Facilitates Bacterial Entry intoFungalTissues', ISME J, 10 (2016),2317-30.
10. J. E. Strassmann, O. M. Gilbert, andD.C. Queller, 'Kin Discrimination and Cooperation in Microbes', Annu RevMicrobiol, 65 (2011), 349-67.
11. Siderophore. Wikipedia(2017)