编辑推荐：
为解决三七连作中根腐病问题，云南农业大学等机构研究人员开展对解淀粉芽孢杆菌 B115 的研究。通过多方法分析其基因组和代谢组，发现 B115 对尖孢镰刀菌有强抑制作用且能促植物生长，这为生物防治和作物增产提供了新途径。
在神奇的植物世界里，三七作为一种珍贵的中药材，备受人们关注。然而，多年的种植过程中，三七遭遇了严重的根腐病问题，罪魁祸首就是尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）。这种病菌会让三七发育迟缓、叶片变黄、根部腐烂坏死，给种植户带来巨大的经济损失。目前，化学农药虽然能防治根腐病，但过度使用会带来农药残留、环境污染和病菌抗药性增强等问题，就像给环境埋下了一颗颗 “定时炸弹” 。所以，寻找安全有效的生物防治方法迫在眉睫。
在这样的背景下，云南农业大学等机构的研究人员挺身而出，对从三七连作健康植株根际土壤中分离出的解淀粉芽孢杆菌 B115（Bacillus velezensis B115）展开了深入研究。他们希望通过探索 B115 的基因组和代谢组，揭示其促进植物生长和抑制病原菌的秘密，为三七种植带来新的希望。
研究人员主要采用了以下几种关键技术方法：首先，利用 16S rDNA 基因测序对 B115 进行分子鉴定；接着，提取高质量的基因组 DNA 进行测序和组装；然后，通过多种生物信息学工具对基因组组成进行预测、比较基因组学分析和功能注释；最后，运用液相色谱 - 串联质谱（LC-MS/MS）技术分析发酵液中的代谢产物。
研究结果如下：
- 菌株鉴定：通过 16S rDNA 测序和系统发育树分析，确定 B115 与解淀粉芽孢杆菌 CBMB205 和 FZB42 关系最为密切，属于解淀粉芽孢杆菌。
- 基因组特征：B115 基因组大小约为 4.2 Mb，包含一个环形染色体和一个质粒区域，GC 含量为 45.95%，预测有 4349 个蛋白质编码基因 。
- 比较基因组分析：与其他四株芽孢杆菌相比，B115 基因组存在一些倒位和重排，但与解淀粉芽孢杆菌 FZB42 和 BR-01 有较高的同源性 。
- 功能注释：基因功能注释显示，B115 基因参与多种代谢途径，在碳水化合物代谢、氨基酸代谢等途径显著富集，还包含大量与转录、氨基酸转运和代谢相关的基因，并且有 103 个基因参与二次代谢产物的生物合成、运输和分解代谢 。
- 二次代谢产物分析：利用 antiSMASH 预测到 13 个二次代谢产物生物合成基因簇（BGCs），可合成如表面活性素（surfactin）、丰原素（fengycin）等具有抗菌活性的二次代谢产物。LC-MS/MS 分析发现 B115 发酵液中含有 2318 种可鉴定代谢物，包括具有抗菌、促生长、抗氧化和抗肿瘤特性的物质 。
- 促生长和抗菌活性：实验证明 B115 具有产生铁载体和溶解钾的能力，对尖孢镰刀菌有很强的抑制作用，抑制率达到 73%，其挥发性化合物（VOCs）也能抑制尖孢镰刀菌的生长 。
研究结论和讨论部分表明，解淀粉芽孢杆菌 B115 对尖孢镰刀菌具有强大的拮抗活性，还具备良好的促植物生长能力，在生物防治植物病害和作物增产方面具有广阔的应用前景。其基因组中丰富的二次代谢产物相关基因，以及发酵液中多样的代谢产物，为开发新型生物农药和植物生长促进剂提供了理论依据。然而，要将 B115 真正应用于农业生产，还需要进行田间试验，进一步验证其实际效果。这项研究为深入了解解淀粉芽孢杆菌 B115 的生物学特性和应用潜力奠定了基础，也为解决植物病害问题开辟了新的方向，有望在未来的农业生产中发挥重要作用，助力绿色农业的发展 。
