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为解决太白贝母（Fritillaria taipaiensis）鳞茎腐烂病问题，研究人员开展内生解淀粉芽孢杆菌 SJ22 对该病生物防治及机制的研究。结果发现 SJ22 抑菌效果显著，还能诱导植株抗性。这为防治该病提供新途径，对太白贝母种植意义重大。
在中药材种植的领域中，太白贝母作为一种具有重要药用价值的植物，有着悠久的应用历史。它被广泛用于缓解咳嗽、消除痰液和降低血压等方面，是传统中医药中不可或缺的一部分。然而，随着人工种植规模的不断扩大，一个棘手的问题逐渐凸显 —— 由镰刀菌（Fusarium spp.）引起的鳞茎腐烂病愈发猖獗。这种病害严重影响了太白贝母的产量和质量，成为制约其产业发展的关键因素。
长期以来，化学杀菌剂一直是防治该病害的主要手段。但化学杀菌剂的频繁使用带来了诸多隐患，不仅会在药材中残留，威胁人体健康，还会对生态环境造成破坏。因此，寻找一种绿色、安全、有效的替代方法迫在眉睫。在这样的背景下，生物防治逐渐进入人们的视野，成为研究的热点方向。
为了攻克太白贝母鳞茎腐烂病这一难题，来自国内的研究人员展开了深入探索。他们将研究聚焦于内生细菌，期望从中找到能够对抗镰刀菌的 “生物武器”。经过不懈努力，研究人员从健康的太白贝母鳞茎组织中成功分离出一株内生细菌，命名为 SJ22。经过一系列研究，他们发现 SJ22 对镰刀菌具有显著的拮抗作用，为太白贝母的健康生长带来了新的希望。该研究成果发表在《Biological Control》杂志上，为太白贝母鳞茎腐烂病的防治提供了重要的理论依据和实践指导。
研究人员在此次研究中，运用了多种关键技术方法。首先是微生物分离与鉴定技术，从太白贝母鳞茎中分离出 SJ22 菌株，并通过形态学观察、生理生化实验以及 16S rDNA 和 gyrB 基因序列分析等手段对其进行鉴定。其次，采用毒力测定和盆栽实验评估 SJ22 的生物防治效果。再者，运用扫描电子显微镜（SEM）观察病原菌形态变化，利用转录组测序分析 SJ22 诱导植物抗性的分子机制。
研究结果
- SJ22 的分离及拮抗效果：研究人员通过双培养法，成功分离出 SJ22 菌株。它对 F. solani、F. oxysporum 和 F. avenaceum 表现出强大的拮抗活性，菌丝抑制率分别高达 89.96% ± 1.05%、87.50% ± 0.40% 和 84.35% ± 0.29%。同时，SJ22 的细胞 - free 上清液（CFS）也能有效抑制病原菌菌丝生长，且呈剂量依赖性。
- SJ22 的鉴定：通过对 SJ22 的形态学观察，发现其菌落呈奶油白色、不透明，表面粗糙，边缘不规则。SEM 观察显示其菌体为短杆状至椭圆形。革兰氏染色呈紫色，确定为革兰氏阳性菌。此外，SJ22 具备产生多种水解酶的能力，包括蛋白酶、淀粉酶等，还能产生铁载体和溶解磷。综合这些特征及 16S rDNA 和 gyrB 基因序列分析，最终将 SJ22 鉴定为解淀粉芽孢杆菌（Bacillus velezensis）。
- SJ22 的基因组测序：对 SJ22 进行全基因组测序后发现，其基因组约为 4,043,680 bp，GC 含量为 46.04%。基因预测显示有 4346 个编码基因和 114 个非编码基因。进一步分析发现，SJ22 含有 26 个次级代谢物生物合成基因簇（BGCs），其中部分与已知抗菌化合物相关。
- SJ22 的生物防治潜力：盆栽实验表明，SJ22 对太白贝母鳞茎腐烂病具有良好的防治效果。感染 F. oxysporum 的植株在接种 SJ22 后，病情指数显著降低，生物量增加。同时，SJ22 产生的挥发性有机化合物（VOCs）在体内实验中也表现出显著的抗真菌活性，能有效减少病原菌感染面积。
- SJ22 的作用机制：SJ22 能显著抑制病原菌孢子萌发和芽管生长，使孢子萌发率大幅降低。同时，SJ22 会导致病原菌菌丝形态发生明显变化，出现肿胀、畸形、分支增多和断裂等现象。此外，SJ22 还破坏了病原菌细胞膜的完整性，使其细胞膜通透性增加。SJ22 产生的 VOCs 在体外对多种病原菌也具有不同程度的抑制作用，抑制率在 28.36% - 59.12% 之间。
- SJ22 对太白贝母抗性的诱导：SJ22 处理太白贝母后，植株体内防御酶（如苯丙氨酸解氨酶（PAL）和过氧化物酶（POD））的活性显著增加。转录组分析表明，SJ22 处理后，太白贝母中差异表达基因（DEGs）显著富集在苯丙烷生物合成、植物激素信号转导等途径。RT-qPCR 验证了相关基因的表达变化，进一步证实 SJ22 通过激活乙烯（ET）/ 水杨酸（SA）信号通路，增强了太白贝母对病原菌的抗性。
研究人员从太白贝母鳞茎中成功分离出解淀粉芽孢杆菌 SJ22，它对镰刀菌引起的太白贝母鳞茎腐烂病具有显著的生物防治效果。其作用机制包括抑制病原菌生长和诱导植物抗性两个方面。SJ22 不仅能通过产生代谢产物抑制病原菌孢子萌发、破坏菌丝形态和细胞膜完整性，还能激活太白贝母体内的防御相关基因和信号通路，增强植株的免疫力。这一研究成果为太白贝母鳞茎腐烂病的防治提供了一种安全、有效的生物防治方法，有望减少化学杀菌剂的使用，促进太白贝母产业的可持续发展。未来，还需要进一步深入研究 SJ22 产生的潜在活性物质，以及其杀菌和免疫诱导的详细机制，为开发更高效的生物防治产品奠定基础。
