黏滑且可滴落的分泌物，被研究人员视为鼠李菌（Ralstonia solanacearum）造成植物快速枯萎的重要线索。加州大学戴维斯分校植物病理学家与工程师开展跨学科合作，对该细菌分泌物的物理特性进行测量与对比，相关研究于1月22日发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）。

鼠李菌可在潮湿土壤中潜伏多年，随后侵染植物并沿输水组织木质部扩散。感染后，植株往往在数日内出现枯萎并死亡。加州大学戴维斯分校农业与环境科学学院植物病理学副教授蒂芙尼·洛威-鲍尔（Tiffany Lowe-Power）将其致病过程比作“堵塞输导管导致植物枯萎死亡”。

研究团队关注到，鼠李菌菌落会分泌一层膜状包裹物。与许多细菌分泌物通常用于捕获或保持水分不同，洛威-鲍尔指出，鼠李菌分泌物异常黏稠，实验操作难度较高。该膜主要由长链糖类分子胞外多糖1（EPS-1）构成。此前研究已表明EPS-1与鼠李菌致病性相关，但其具体作用机制仍不清晰。

为进一步解释这一关联，团队引入软物质与复杂流体研究方法。加州大学戴维斯分校化学工程系副教授哈里·马尼坎坦（Hari Manikantan）长期研究复杂多相流体的力学与动力学。研究人员指出，黏稠流体通常同时具有粘性与弹性：弹性反映材料受拉伸后恢复原状的能力，粘性则反映其流动难易程度，而关键在于不同时间尺度下的表现。

两位研究者在疫情前的新教师培训中相识后展开合作。借助马尼坎坦实验室设备，团队对洛威-鲍尔实验室研究生马修·科普-阿尔格罗（Matthew Kopp-Algro）从鼠李菌菌落收集的分泌物进行了高精度粘弹性测量。结果显示，致病鼠李菌分泌的黏液在植物木质部输导管内存在的剪切力作用下具有较好的流动性，这一特性被认为有助于细菌在植株体内快速扩散。

为检验该特性是否具有普遍性，科普-阿尔格罗设计了简化测试：在培养皿中培养形成生物膜的细菌后将培养皿倾斜，观察分泌物是否出现滴落现象。研究还对不产生EPS-1的鼠李菌菌株进行对照，并邀请其他研究团队测试与鼠李菌枯萎病原体具有进化亲缘关系的细菌。科普-阿尔格罗表示，结合合作伙伴提供的数据以及公开基因组数据挖掘，团队证明这种多糖与植物病原体具有特异性关联。

研究人员指出，这一结果从生物学角度为EPS-1为何与高致病性相关提供了线索；从工程与软物质物理学角度，则提供了可由遗传学差异驱动、用于进一步建模与实验验证的研究体系。马尼坎坦表示，基于这些“由遗传学指导的实际相关变化”，其领域可进一步开展数学建模研究。

论文合著者还包括：加州大学戴维斯分校的李佳瑜、纳塔莉·奥恩、塔比莎·考威尔和萨曼莎·黄；俄亥俄州立大学的扎卡里·康克尔和乔纳森·雅各布斯；南阿拉巴马大学的尼古拉斯·瓦格纳和段团；马萨诸塞大学阿默斯特分校的韩林林和克里斯汀·德安吉利斯；俄亥俄代顿大学的朱兰清和裴莲；威斯康星大学麦迪逊分校的玛丽亚玛·卡特和凯特琳·艾伦；密歇根大学医学院的林赛·卡弗利；佛蒙特大学的马修·沃尔戈。