Bacillus velezensis HY13通过多重机制抑制Colletotrichum fructicola引起的黄杨炭疽病：从抗菌物质合成到叶片解剖结构强化

本研究针对黄杨炭疽病（病原菌为Colletotrichum fructicola）的绿色防控需求，揭示了Bacillus velezensis HY13通过分泌几丁质酶（CHI）和β-1,3-葡聚糖酶（GLU）、合成脂肽类抗菌物质（如Surfactin、Bacillibactin）、形成生物膜以及增强叶片解剖结构（TLB、TPP、TSP等）等多重协同机制，显著抑制病原菌生长（体外抑制率52.16%，离体叶片防效60.62%），为植物病害生物防治提供了新型高效菌株资源和理论依据。

　　

黄杨（Buxus bodinieri）作为重要的城市绿化植物和药用资源，近年来因炭疽病（病原菌为Colletotrichum fructicola）导致叶片枯黄脱落，造成严重经济损失。传统化学防治带来环境污染和健康风险，而微生物拮抗菌因其生态友好特性成为研究热点。Bacillus属细菌因其分泌抗菌物质、形成生物膜等特性，在植物病害防控中展现出巨大潜力。然而，针对黄杨炭疽病的高效生防菌株及其作用机制尚未系统阐明。

中国某研究机构（根据CRediT署名推测为国内团队）通过分离筛选获得一株内生细菌Bacillus velezensis HY13，发现其能通过分泌细胞壁降解酶、破坏病原菌细胞膜、形成生物膜以及诱导植物自身抗性等多重机制防控炭疽病。相关成果发表在生物防治领域期刊《Biological Control》，为开发黄杨炭疽病的绿色防控策略提供了科学依据。

研究采用病原菌分离鉴定（ITS/GAPDH/ACT基因测序）、拮抗菌筛选（双培养法）、离体叶片接种实验、扫描电镜观察、生物膜形成检测、细胞膜通透性测定（电导率/MDA/核酸泄漏）、抗菌基因PCR扩增（srfAA/baC/bacA/ppsD等）以及叶片解剖结构分析（石蜡切片法）等技术手段，系统解析了HY13的抑菌机制。

3.1. 病原菌鉴定

从病叶分离的菌株FH-07经多基因系统发育分析确认为C. fructicola，其菌落呈白色绒毛状，分生孢子椭圆形，与标准菌株C2.1/C4同源性达98.2%。

3.2. 拮抗菌筛选

在13株候选菌中，HY13对C. fructicola的抑制率最高（第8天达52.16%），显著高于其他菌株（12.02%-46.06%）。

3.3. 离体叶片防效

HY13预处理使病斑直径减少60.62%，且单独处理不引发叶斑，证实其安全性和抑菌持续性。

3.5. 叶片解剖结构变化

HY13处理显著增加叶片厚度（TLB+10.97%）、栅栏组织厚度（TPP+43.31%）和下表皮厚度（TLE+11.71%），提升组织紧密度（CTR=23.87%），而病原菌单独处理导致结构松散（SR=62.30%）。

3.6. 生物膜形成能力

HY13在72小时形成OD₅₆₀=3.20的稳定生物膜，通过空间占位阻隔病原菌侵染。

3.7. 细胞膜破坏作用

HY13处理使病原菌相对电导率升高，MDA含量达1.43 nmol L^-1，核酸（OD₂₆₀）和可溶性蛋白泄漏量显著增加，电镜显示菌丝皱缩破裂。

3.9. 抗菌物质合成基因

PCR证实HY13携带surfactin（srfAA）、bacillibactin（baC）、bacilysin（bacA）和plipastatin（ppsD）合成基因，协同几丁质酶（1.29 U g^-1）和β-1,3-葡聚糖酶（3.55 U g^-1）发挥抑菌功能。

该研究创新性揭示了B. velezensis HY13通过"直接抑菌（酶解细胞壁/膜破坏）+植物抗性诱导（解剖结构强化）+生态位竞争（生物膜形成）"的多维机制防控炭疽病。相比单一作用模式的生防菌，HY13的综合防控策略更适应复杂田间环境，其脂肽类物质与水解酶的协同效应为新型生物农药开发提供了分子靶点。研究结果对减少化学农药使用、保障生态安全具有重要实践价值，同时为植物-微生物互作机制研究提供了新视角。