植物被视为医药、食品成分和化妆品等领域的重要可再生化合物来源。但在仅为获取少量特定成分而种植整株植物的模式下，效率与可持续性受到限制。为此，科研界正探索以植物细胞培养作为替代路径，使细胞在室内快速增殖，减少对天气与季节的依赖。

不过，植物细胞培养长期面临一项瓶颈：尽管植物细胞拥有大量可合成多样化化学物质的基因，在常规培养条件下，真正处于活跃状态的基因比例有限，导致许多潜在代谢通路难以被利用。

据日本东京理科大学应用生物科学系古谷俊树教授团队在《微生物生物技术》杂志发表的研究，研究人员借鉴微生物“共培养”思路，尝试通过引入与植物天然共生的微生物伙伴，激活植物细胞培养中原本沉默的代谢通路。研究团队成员还包括当时同属东京理科大学的相川唯、矢渕彩乃、金子浩树以及助理教授桥本孝文。

研究指出，微生物共培养已在细菌和真菌天然产物发现与合成中被广泛应用，但在植物细胞体系中推进存在难度：多数细菌会抑制植物细胞生长，甚至导致培养物死亡。因此，能够在不伤害植物细胞的前提下刺激其代谢的微生物选择较少。团队将目光投向内生细菌，即自然存在于植物体内且不致病的细菌。

在实验设计上，研究人员首先选用烟草BY-2细胞这一常用植物细胞模型系，并将一种名为Delftia sp. BR1R-2的内生细菌引入培养体系，同时与病原菌及常见细菌（包括大肠杆菌）进行对照。结果显示，病原菌以及大肠杆菌会迅速抑制植物细胞生长并导致细胞死亡，而BR1R-2能够与植物细胞共存且不造成伤害。

化学分析显示，共培养条件下植物细胞代谢谱发生变化。研究团队通过高效液相色谱检测到乙酰苯酮衍生物含量上升，这类小分子以抗菌和杀虫活性而为人所知。与此同时，烟草细胞中通常较为丰富的N-咖啡酰腐胺含量下降，研究人员据此认为代谢资源出现重新分配。共培养细胞提取物还表现出对一种植物病原体生长的抑制作用，显示新产生分子具有生物活性。

为进一步解释上述变化，团队开展基因表达分析。结果显示，微生物生长可激活多条由植物激素调控的防御相关通路，这些激素参与植物免疫反应。研究同时表明，植物细胞与细菌之间的物理接触是触发相关效应的必要条件。

研究还在来自萝卜的另一种内生菌（假单胞菌属RS1P-1）以及拟南芥培养细胞中观察到类似结果，研究人员认为该现象并非局限于单一物种或单一细菌组合。

古谷俊树表示，研究以模型植物作为概念验证，未来若能推广至其他植物物种，或有助于开发此前难以利用的植物代谢通路。研究团队认为，利用与植物天然共存的内生细菌，在不损伤培养体系的情况下刺激植物细胞代谢，为拓展植物来源化合物的生产路径提供了新的思路。