桑树根际新型植物促生菌Bacillus ayatagriensis sp.nov. RMG6T的发现及其在农业生物防治中的应用潜力

本研究从印度西孟加拉邦桑树根际分离出一株具有抗菌活性和植物促生特性的新型芽孢杆菌RMG6T，通过多基因序列分析(MLSA)、脂肪酸甲酯谱(FAME)和全基因组测序证实其分类学新种地位。该菌能产生73.4μg/mL IAA(吲哚-3-乙酸)，对Enterococcus faecalis和Escherichia coli具显著抑制活性，基因组分析揭示20个生物合成基因簇(BGCs)，为开发生物肥料和抗生素替代品提供新资源。

　　

在可持续农业发展的迫切需求下，化学肥料和农药的过度使用导致的土壤退化与病原菌耐药性问题日益突出。桑树(Morus spp.)作为重要的经济作物，其根际蕴藏着尚未充分开发的微生物资源宝库。植物根际促生菌(Plant Growth-Promoting Rhizobacteria, PGPR)因其兼具促进植物生长和生物防治的双重功能，成为替代化学制剂的研究热点。然而，现有PGPR菌种资源仍显不足，且对桑树根际特异菌株的系统研究较为匮乏。

印度Raiganj大学(Department of Sericulture, Raiganj University)的研究团队通过创新性的筛选策略，从西孟加拉邦桑园根际土壤中分离获得一株编号为RMG6^T的革兰氏阳性芽孢杆菌。该菌株在《Scientific Reports》发表的研究中被鉴定为新种Bacillus ayatagriensis sp. nov.，其全基因组序列揭示出20个潜在次级代谢产物合成基因簇，最高可产生73.4μg/mL的植物生长素IAA，对临床常见病原菌Enterococcus faecalis MTCC 439和Escherichia coli MTCC 43分别形成1.92 cm和1.62 cm的抑菌圈，展现出显著的农业应用前景。

研究人员采用扫描电镜(SEM)观察抗菌机制，通过Vitek-2系统进行生化鉴定，结合MALDI-TOF MS质谱分析和脂肪酸甲酯谱(FAME)建立分类学特征。多基因序列分析(MLSA)选取gyrB、atpD等9个看家基因，采用Illumina NovaSeq 6000平台完成全基因组测序，使用antiSMASH 7.1.0预测生物合成基因簇。植物促生功能通过Vigna radiata种子发芽实验验证。

分离与系统发育分析
RMG6^T的16S rDNA序列(1545 bp)与Bacillus siamensis KCTC 13613相似度达99.93%，但MLSA分析显示其与近缘种的成对距离超过物种界定阈值(0.007)。全基因组平均核苷酸相似性(ANI)为94.44%，基因组-基因组距离计算器(GGDC)值为56.80%，均低于物种划分标准，支持其新种地位。

生理与化学分类特征
该菌株在pH 6、35°C和14% NaCl条件下生长最佳，主要脂肪酸为anteiso-C_15:0(28.13%)和iso-C_15:0(20.72%)。扫描电镜显示其细胞呈杆状(直径2.45 μm)，具有典型芽孢杆菌的褶皱状孢子结构。

植物促生与抗菌机制
通过HPTLC和光谱分析证实RMG6^T通过吲哚-3-丙酮酸途径(IPA)合成IAA。Vigna radiata发芽实验显示，菌株处理组胚根长度(5.4 cm)显著优于对照组(3.06 cm)。基因组注释发现编码芳香族氨基酸转氨酶(MEQ7682189.1)和醛脱氢酶(MEQ7683083.1)等IAA合成关键酶基因。

基因组与次级代谢潜力
3.82 Mb基因组(GC含量46.62%)包含3723个编码序列，antiSMASH分析鉴定出20个BGCs，包括100%相似度的macrolactin H(抗菌聚酮)和bacillaene(聚酮-NRP杂合)合成基因簇，以及bacillibactin(铁载体)等已知抗菌物质合成通路。

这项研究不仅扩充了芽孢杆菌属的分类学资源，其发现的RMG6^T菌株凭借优异的IAA产量、广谱抗菌活性和环境适应性，为开发多功能生物肥料提供了理想候选。基因组揭示的丰富次级代谢潜能，特别是与Bacillus velezensis FZB42高度相似的difficidin(46%)和fengycin(80%)合成基因簇，为新型抗生素发现开辟了新途径。该成果对推动农业可持续发展、减少化学投入品依赖具有重要实践价值。