河南省农业科学院植物保护研究所作物土传病害生物防治创新团队，近期在芽胞杆菌生物膜调控机制解析方面取得了新进展，发现了生防枯草芽胞杆菌新的生物膜调控因子，揭示了其在小麦根际-枯草芽胞杆菌-假禾谷镰孢菌互作系统中调控生物膜形成，参与小麦根际定殖和防治小麦茎基腐病新的作用机制。相关成果以“Double-wing motif protein is a novel biofilm regulatory factor of the plant disease biocontrol agent, Bacillus subtilis”为题，近日，在线发表于国际农林学科领域著名期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》（中科院1区，Top期刊）杂志。生物膜，也称为生物被膜（Biofilm），是由微生物形成的多细胞群落，这些群落附着在各种物体表面上，并被由自身及其他微生物分泌的胞外大分子所包围。生防细菌形成生物膜的能力对其在植物根部定植以及发挥生防作用具有重要意义。然而，关于生防细菌枯草芽胞杆菌的生物膜调控机制仍需深入探索。
本文通过构建突变体库并进行筛选，首次鉴定出一个与生物膜形成相关的新型基因orf04391，并证实此基因在芽孢形成、黏附、定植、生物膜量以及防治小麦茎基腐病方面的作用。通过比较转录组学分析与实时定量PCR实验，推测orf04391基因可能通过Spo0A-SinI/SinR途径来调节枯草芽胞杆菌的生物膜形成。此外，使用染色质免疫沉淀和凝胶迁移实验，展示了新调控因子Orf04391与sinI转录调控区在体内和体外的结合活性，表明该基因作为DNA结合蛋白参与了启动生物膜形成的基因sinI的转录，并调控生物膜的形成及芽孢的产生。本研究为枯草芽胞杆菌的定植改良、理解小麦根际定植模式，并指导小麦茎基腐病的防治提供了新的视角。同时，也为未来系统性地发现更多生物膜调控基因及其作用机制的研究开辟了新途径。
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河南省农业科学院联合培养博士毕业生、河南农业大学的董迁迁为论文第一作者，植物保护研究所的作物土传病害生物防治创新团队杨丽荣研究员为通讯作者，加拿大圭尔夫大学Paul H. Goodwin教授和河南农业大学吴坤教授等参与了该项研究。本研究得到了中原科技创新领军人才项目（234200510010）、河南省重点研发专项（241111112800）、河南省农业科学院科技创新团队专项（2023TD15）等项目的资助。![]()
