《河南农业大学学报》2021年第55卷第6期刊载了信阳农林学院农学院李永丽、周洲，中国林业科学研究院曲良建，河南农业大学植物保护学院尹新明的研究论文——“贝莱斯芽孢杆菌Pm9生物防治潜力及全基因组分析”。该研究由国家自然科学基金资助项目(31870638)、国家现代农业产业技术体系资助项目(CARS-27)、信阳农林学院高水平科研孵化器建设基金项目(FCL202109)、信阳农林学院科技创新团队建设项目资助。责任编辑曾庆东。
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生物防治是利用有益生物及其产物控制有害生物种群数量的防治技术，常用于植物病虫害的科学治理。近年来，芽孢杆菌在农作物病虫害防治方面起了重要作用。贝莱斯芽孢杆菌是芽孢杆菌中新发现的1个种。贝莱斯芽孢杆菌中部分菌株抑菌谱广，具有防治多种植物病害的潜力，并且可以对植物产生防病、促生、固氮和抗逆境等作用，是重要的生防资源。
贝莱斯芽孢杆菌菌株Pm9是从中国特有的树种新疆野苹果枝干中分离到内生芽孢杆菌，该菌株对葡萄座腔菌、胶孢炭疽菌、苹果拟茎点霉3种苹果致病菌均表现出很强的拮抗作用，并且对苹果树无致病性，具有作为苹果病害生防菌的应用价值，但菌株Pm9是否具有更广谱的抑菌作用还有待研究。生防菌产生的活性物质在多种环境条件下的稳定性是评价其是否具有开发价值的重要指标。
菌株Pm9对葡萄座腔菌生长表现出非常强的抑制作用，但其抑制作用的具体表现还有待探查。贝莱斯芽孢杆菌能够分泌多种次级代谢产物，其中部分代谢产物具有抑菌和杀菌作用。近年来，随着测序技术革新以及测序费用的降低，越来越多的贝莱斯芽孢杆菌基因组序列被公布，这有助于解析贝莱斯芽孢杆菌次级代谢产物的合成途径以及挖掘新的次级代谢产物。
基于上述原因，本研究以小麦赤霉病菌、小麦全蚀病菌、小麦纹枯病菌、君子兰茎基腐病菌、番茄灰霉病菌和南天竹炭疽病菌等常见的植物病原菌进行抑菌试验，探究菌株Pm9的抑菌广谱性，并对菌株Pm9无菌发酵滤液在高温、pH条件、紫外线照射和蛋白酶处理等条件下的抑菌活性稳定性进行分析，同时以葡萄座腔菌为靶标菌，观察了无菌发酵滤液对菌丝生长和孢子萌发的作用，以期了解其抑菌作用，最后对该菌株Pm9基因组进行测序分析，挖掘其次级代谢产物基因簇，从遗传基础上进一步解析其生防作用的机制，以期为该菌株抑菌物质研究和进一步开发利用提供参考依据。
贝莱斯芽孢杆菌株Pm9、葡萄座腔菌、小麦赤霉病菌、小麦全蚀病菌、小麦纹枯病菌、君子兰茎基腐病菌、番茄灰霉病菌和南天竹炭疽病菌均由信阳农林学院生物防治实验室保存并提供。进行菌株Pm9对供试病原真菌的广谱抑菌活性试验，包括平板对峙试验和抑菌率计算。
菌株Pm9无菌发酵滤液进行热处理（60、80、100、121 ℃）、酸碱处理（pH值3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、蛋白酶K处理（加入蛋白酶K至终质量浓度为100 mg·L-1）、紫外线处理（紫外灯照射15、30、45、60、120 min），以葡萄座腔菌，计算抑菌率，考察抑菌物质稳定性。显微镜观察菌株Pm9无菌发酵滤液对葡萄座腔菌孢子萌发及菌丝生长的影响。经测序并与数据库进行比对和功能注释，对菌株Pm9全基因组进行测定分析。
结果表明，菌株Pm9对6种植物病原菌均具有抑制作用，抑制率在55.5%~87.5%之间。菌株Pm9无菌发酵滤液在pH 4~10之间抑菌活性稳定，耐受酸碱范围广，同时对紫外线照射和蛋白酶K不敏感，80 ℃以内具有较强的热稳定性。菌株Pm9可使葡萄座腔菌菌丝膨大畸形，抑制菌丝生长和孢子萌发。菌株Pm9含有合成地非西丁、丰原素、bacillibactin、表面活性素等多种肽聚糖和聚酮糖类抗性化合物的基因簇，以及能够降解病原菌细胞壁的β–1,3–葡聚糖酶和几丁质酶相关的基因。贝莱斯芽孢杆菌Pm9可抑制多种植物病原菌的生长，抑菌物质稳定性高，具有产生多种肽聚糖和聚酮糖类抗性化合物和细胞壁水解酶的能力。
作者简介：
李永丽，信阳农林学院农学院高级实验师，博士，硕士生导师。国家自然科学基金获得者，国家自然科学基金评审专家，美国植物病理学会会员，中国植物病理学会会员。主要从事植物病原生物学和植物病害生物防治研究。主持或参与国家和省部级以上科研项目4项；发表高水平学术论文13篇；参编著作和教材2部；获得授权国家发明专利7项。荣获河南省教育厅科技成果二等奖。
通信作者：
周洲，信阳农林学院农学院教授，博士，研究生指导教师。加拿大大湖林业研究中心国家公派留学访问学者、国家自然科学基金函评专家、中国林学会青年工作委员会委员、河南省重点学科农业学科带头人、河南省教育厅学术技术带头人、河南省昆虫学会会员、河南省植物保护学会会员、河南省高等学校青年骨干教师、信阳农林学院学术带头人、洛阳市优秀科技杰出人才。主要从事害虫综合防治和生物防治微生物资源开发与利用研究。主持或参与国家和省部级以上科研项目5项；发表高水平学术论文16篇；参编著作和教材2部；获得授权国家发明专利5项。荣获河南省教育厅科技成果二等奖。
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