贝莱斯芽孢杆菌的多功能作用：对禾谷镰刀菌和金针虫的生物防治及大麦促生长效应

本研究针对谷物生产中由禾谷镰刀菌(Fusarium poae)和金针虫(Agriotes lineatus)造成的重大损失，筛选出具有广谱生防和促生长特性的贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)BHC 5.6。该菌株通过产生fengycin、bacyllomicin等抗菌物质，对F. poae抑制率达67%，对金针虫致死率达56.67%，同时显著提高大麦产量(感染组增产17.09%)，为可持续农业提供新型微生物解决方案。

　　

谷物生产正面临双重威胁：禾谷镰刀菌(Fusarium poae)引发的赤霉病(FHB)导致籽粒减产和霉菌毒素污染，而金针虫(Agriotes lineatus)幼虫则通过啃食种子和根系造成直接伤害。气候变化加剧了这些病虫害的扩散，传统化学防治面临环境压力和抗药性挑战。尤其值得注意的是，作为赤霉病次要病原的F. poae因能产生多种霉菌毒素，其风险长期被低估；而金针虫因其土壤栖居特性，防治效率不足40%。面对这些挑战，亟需开发能同时应对真菌和虫害的微生物解决方案。

塞尔维亚的研究团队从农业土壤中分离出11株芽孢杆菌属菌株，通过多维度评估发现贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)BHC 5.6展现出卓越的综合性能。该菌株不仅携带fenD、bmyB等4种抗生素合成基因，还能高效分泌纤维素酶和果胶酶。在拮抗实验中，其对F. poae的抑制率(67%)远超既往报道的B. inaquosorum(32.8%)；处理金针虫10天后死亡率达56.67%，且能使感染F. poae的大麦产量提升17.09%。这项发表于《Biological Control》的研究，首次证实了单一微生物菌株对这两种关键病虫害的协同防控潜力。

研究采用PCR检测抗生素合成基因(fenD、bmyB等)和晶体蛋白基因(cry1B)，通过体外对峙实验评估抑菌率，采用种子浸渍法测试杀虫效果。土壤样本来自塞尔维亚Futog和?enta的农田，通过16S rRNA和tuf基因测序鉴定菌株，并采用CAS培养基检测铁载体、PVK培养基评估溶磷能力。

【3.1 土壤理化分析】
碱性砂壤土(pH 8.11)样本BHC 5中分离的B. velezensis BHC 5.6表现最优，该土壤具有中等碳酸盐含量(7.02%)和低有机质(1.20%)，暗示菌株适应贫瘠环境的能力。

【3.3 生防和促生长特性】
BHC 5.6是唯一同时具备溶磷(直径>10mm)、高产铁载体(15.3mm)和IAA(48.7μg/mL)的菌株，其纤维素酶(+++)和果胶酶(+++)产量显著高于其他菌株，这解释了其穿透病原菌细胞壁的能力。

【3.4 生防潜力】
在双靶点实验中：①抗真菌方面，BHC 5.6与P. megaterium BHC 5.5形成明显抑菌圈，两者抑制率分别为67.62%和62.86%；②杀虫实验中，BHC 5.6处理组金针虫死亡率随时间递增(第4天23.33%→第10天56.67%)，其携带的cry1B基因和分泌的蛋白酶可能协同破坏昆虫中肠。

【3.5 盆栽实验】
接种BHC 5.6使健康大麦生物量提升10.12%，而在F. poae感染条件下增产幅度更高(17.09%)，且植株钙、镁含量显著增加，表明菌株既能缓解病害胁迫，又能促进养分吸收。

这项研究突破了传统生防菌"单靶点"防控的局限，首次揭示B. velezensis通过"抗生素合成基因簇(fenD/srfAA等)+酶系(纤维素酶/蛋白酶)+植物激素(IAA)"的多机制协同，实现"真菌-虫害-促生长"三位一体调控。尤其值得注意的是，菌株在碱性贫瘠土壤中仍保持活性，这对应对气候变化下的逆境农业具有特殊价值。研究者建议下一步开发基于孢子制剂的大田应用方案，以解决液态菌剂田间存活率低的问题。该成果为有机农业和减药种植提供了理论和技术支撑，对保障谷物安全生产具有重要实践意义。