芽孢杆菌(Bacillus)作为一种生物制剂被广泛应用于作物病害的防治。贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)是芽孢杆菌属的一个新成员,其能产生各种形态结构多样的次级代谢产物,具有广谱的抗菌活性,并能促进植物生长,其被广泛用于田间植物病害的生物防治。
2025年1月,Tropical Plants 在线发表了海南大学缪卫国团队题为Bacillus velezensis, a new valuable member of bioactive molecules within plant microbiomes and natural weapons for biocontrol of plant pathogens 的综述论文。
本文综述了贝莱斯芽孢杆菌(B. velezensis)的发现、分类、抗菌活性产物及相关基因簇、对微生物群的影响、群体感应系统、拮抗机制和应用推广。总结了B. velezensis 的基础和应用认知,强调了B. velezensis 在植物保护方面应用的问题,并探讨了B. velezensis 未来的研究方向。希望通过本文的综述能为B. velezensis 的研究提供有用的参考,并加快其田间应用的发展。
芽孢杆菌属是一类广泛分布于环境中的好氧或兼性厌氧、杆状、内生孢子形成的革兰氏阳性细菌。其具有极强的拮抗活性和出色的环境适应能力,是应用作为广泛的生防菌株。目前芽孢杆菌属中已发现142个物种,且其数量仍在不断增加。
贝莱斯芽孢杆菌可以迅速在植物根系定植,产生由表面活性剂(Surfactin)为主的活性成分在植物根部形成致密的生物膜结构,诱导益生菌不断的加入和聚集,从而减轻生物和非生物胁迫方面的发生和发展。
图2 贝莱斯芽孢杆菌属在减轻生物和非生物胁迫方面所采用的作用机制
贝莱斯芽孢杆菌通过非核糖体途径产生结构多样活性强劲的次生代谢产物,其可以从多角度直接或者间接的保护植物免受植物病害的侵扰,主要机制为促进植物生长、抑制病原菌的生长以及诱导植物抗性等多个方面。
图3 贝莱斯芽孢杆菌可以促进植物生长、产生抑制植物病原菌的次生代谢产物以及诱导植物抗性等多个作用机制海南大学靳鹏飞副教授、褚凌龙博士以及禤哲博士为共同第一作者,缪卫国教授为通讯作者,该成果得到了国家自然科学基金项目(32260698、31960552)、海南省基础与应用基础研究计划(自然科学领域)高层次人才项目(324RC455、322RC591、2019RC163)和海南省科协青年科技英才学术创新计划项目(QCXM201903)等支持。
科技部重点领域创新团队、海南大学橡胶树重大病害灾变机制与绿色防控团队以及海南大学贝莱斯芽孢杆菌生防杀菌剂创制(培育)团队主要从事热区病虫害的生物绿色防治,以芽孢杆菌生物防治为研究方向,围绕热带微生物(芽孢杆菌)资源为研究主体,着重筛选分离鉴定具有生物活性(防治植物真菌病害、细菌病害以及植物病毒病)的天然产物、抑菌机理以及代谢机理研究,为病害防控提供理论依据和技术手段。
原文链接:
https://doi.ori/10.48130/tp-0024-0044
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