地中海假单胞菌B21-060产生的mycin和peptin类脂肽在抑制核盘菌及防治生菜白霉病中的关键作用

本研究针对核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)引起的生菜白霉病防治难题，通过基因敲除技术构建地中海假单胞菌(P. mediterranea)B21-060突变株，首次证实corpeptin和thanamycin两类脂肽(lipopeptides)在抑制核盘菌生长和防治病害中的核心作用，为开发新型生物防治制剂提供了理论依据。研究还发现这两种化合物对灰葡萄孢(Botrytis cinerea)和立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)具有广谱抑菌活性，展现了其在植物病害综合防治中的应用潜力。

　　

植物病害防治正面临严峻挑战。核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)引起的白霉病是全球范围内危害严重的植物病害，可导致生菜等经济作物减产高达50%。目前主要依赖化学杀菌剂防治，但抗药性问题日益突出，且存在环境污染风险。生物防治因其环境友好特性成为研究热点，但有效拮抗菌株及其作用机制仍需深入探索。地中海假单胞菌(Pseudomonas mediterranea)B21-060是本团队前期筛选获得的生菜白霉病高效拮抗菌株，其基因组分析显示含有多种脂肽合成基因簇，但这些代谢产物在病害防治中的具体作用尚不明确。

加拿大农业与农业食品部的研究团队在《Biological Control》发表研究，通过构建系列基因敲除突变株，系统评估了brabantamides、corpeptin和thanamycin三类脂肽在抑制核盘菌及防治生菜白霉病中的作用。研究发现corpeptin和thanamycin是菌株抑菌活性的关键效应分子，且对灰葡萄孢和立枯丝核菌具有广谱抑制效果，为开发基于脂肽的新型生物农药提供了重要理论依据。

研究采用基因敲除技术构建了brabantamides合成基因braB、corpeptin合成基因crpC和thanamycin合成基因thaB的单敲、双敲及三敲突变株；通过体外对峙实验评估突变株对6种植物病原真菌的抑制能力；采用盆栽实验验证突变株对生菜白霉病的防治效果；所有实验均设置3-8次生物学重复，数据经广义线性混合模型等统计方法分析。

在"突变脂肽合成基因降低核盘菌抑制能力"部分，研究发现ΔcrpC和ΔthaB单突变株分别使抑菌圈半径减少67-69%和90-97%，而双敲突变株完全丧失抑菌能力，表明corpeptin和thanamycin协同作用且后者贡献更大。brabantamides缺失不影响抑菌效果，但ΔbraB突变株对立枯丝核菌的抑制反而增强17%，提示可能存在代谢重编程现象。

"缺失thaB的突变株导致生菜症状加重"显示，与野生型相比，ΔthaB单突变及含该突变的组合突变株使病害严重度显著增加75%，而ΔcrpC突变株仅使症状加重65%。相关性分析证实体外抑菌能力与田间防效呈显著负相关，验证了脂肽介导的直接拮抗机制。

"灰葡萄孢和立枯丝核菌的抑制特性"揭示thanamycin对两种病原菌抑制不可或缺：ΔthaB突变株完全丧失对立枯丝核菌的抑制，对灰葡萄孢抑制降低54%。corpeptin缺失也使抑菌活性降低11-23%，再次证实两类脂肽的协同效应。值得注意的是，ΔbraB突变株表现出"超抑制"现象，其对立枯丝核菌抑制强于野生型17%。

讨论部分指出，这是首次明确corpeptin在真菌病害防治中的功能。与已知的sclerosin不同，corpeptin与thanamycin表现出显著协同效应，类似Pseudomonas sp. CMR12a中sessilins和orfamides的协同作用。thanamycin的广谱抑菌特性与先前在Pseudomonas sp. SH-C52中的发现一致，但本研究首次证实其对核盘菌的直接抑制。研究还发现brabantamides可能通过调控其他脂肽合成间接影响抑菌活性，这为理解次级代谢产物网络调控提供了新视角。

该研究具有重要应用价值。地中海假单胞菌B21-060使生菜白霉病严重度降低37%，与已报道的恶臭假单胞菌(P. putida)B2017叶面处理效果相当。通过基因工程组合不同抗真菌代谢途径（如引入pyrrolnitrin合成基因），可进一步提高防治效果。corpeptin和thanamycin的广谱活性使其有望成为防治多种作物病害的"多靶点"生物农药，为减少化学农药使用、发展可持续农业提供了新思路。