新型贝莱斯芽孢杆菌NH-13–5通过脂肽介导的膜损伤机制防控葡萄采后灰霉病

针对葡萄采后灰霉病病原菌（Botrytis cinerea）的多重抗药性问题，研究人员从盐生植物中分离获得一株高环境适应性的贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）NH-13–5。通过生物活性导向分离和HRMS2 技术鉴定出C15 伊枯草菌素A和C18 芬荠素A两种关键脂肽，证实其通过破坏病原菌膜完整性及诱导ROS异常积累发挥抑菌作用。该菌株10%发酵液（1×108 CFU mL?1 )可降低葡萄病斑直径94.1%，为抗药性灰霉病的绿色防控提供新策略。

　　

葡萄作为全球重要经济作物，中国年产量已突破1400万吨，但采后因真菌病害造成的损失高达30%，其中灰葡萄孢菌（Botrytis cinerea）引起的灰霉病在潮湿环境下可导致80%的采后损失。更严峻的是，该病原菌已对苯并咪唑类、甲氧基丙烯酸酯类等化学杀菌剂产生广泛抗性，山东地区双抗性菌株比例达30%，巴西某些区域甚至出现90.7%的菌株对嘧菌酯耐药。传统化学防治面临环境风险与抗药性加剧的双重压力，亟需开发新型生物防治策略。

在此背景下，来自中国的研究团队从海洋潮间带植物碱蓬（Suaeda glauca）中分离获得一株具有极端环境适应能力的贝莱斯芽孢杆菌NH-13–5。该菌株能在高盐（7% NaCl）、强酸碱（pH 4-10）及紫外线辐射条件下保持活性，并对化学杀菌剂表现出显著耐受性。研究发现其10%发酵液（1×10⁸
CFU mL^?1
）对葡萄采后灰霉病的防治效果惊人——病斑直径减少94.1%，发病率降低80%。通过生物活性导向分离结合高分辨质谱（HRMS²
）技术，团队首次阐明C₁₅
伊枯草菌素A（iturin A）和C_{18
芬荠素A（fengycin A）是核心抑菌物质，并揭示脂链长度直接影响其抑菌活性。}

研究采用扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）观察到这两种脂肽能破坏病原菌细胞膜完整性，导致内容物泄漏；同时引发活性氧（ROS）异常累积，造成菌丝体结构塌陷。值得注意的是，短链C₁₅
伊枯草菌素A对孢子萌发的抑制效果优于长链同系物，而C_{18
芬荠素A对菌丝延伸的阻断作用更显著，这为脂肽类抗生素的结构优化提供了重要依据。此外，该菌株处理还能维持葡萄的维生素C、可滴定酸等品质指标，急性经口毒性试验证实其安全性达到无毒级。}

关键技术方法包括：从山东青岛大泽山葡萄园采集抗药性灰葡萄孢菌株；通过16S rDNA测序（GenBank OR649154）鉴定菌种；采用牛津杯法测定抑菌圈；建立葡萄果实创伤接种模型评估防效；运用UPLC-QTOF-MS/MS解析脂肽结构；通过荧光染色（PI和DCFH-DA）检测膜损伤和ROS积累。

主要研究结果：

1. 菌株鉴定与环境适应性：NH-13–5经形态学和分子鉴定为B. velezensis，能在7% NaCl和pH 4-10条件下生长，紫外线照射60min后存活率仍达41.3%。
2. 体外抑菌活性：对多重抗药性B. cinerea的抑菌圈直径达25.3mm，孢子萌发抑制率91.2%。
3. 脂肽结构解析：明确C₁₅
   /C₁₆
   伊枯草菌素A和C₁₇
   /C₁₈
   芬荠素A4种同系物，其中C₁₅
   和C₁₈
   变体活性最强。
4. 作用机制：脂肽处理导致病原菌胞外电导率提升300%，ROS荧光强度增加5.8倍，SEM显示菌丝表面出现孔洞和皱缩。
5. 果实保鲜效果：处理组葡萄贮藏7天后腐烂指数仅为对照组的20%，可溶性固形物含量保持13.2°Brix。

这项发表于《Postharvest Biology and Technology》的研究首次揭示海洋源B. velezensis通过脂肽破坏病原菌膜结构的分子机制，为解决抗药性灰霉病难题提供了兼具高效性与安全性的生物防治方案。特别值得注意的是，该研究突破性地证实脂肽脂肪酸链长度与其抑菌活性的构效关系，为后续抗菌肽设计提供了理论支撑。从实际应用角度看，菌株NH-13–5的广谱环境适应性使其具备商业化开发潜力，有望减少化学杀菌剂在鲜食农产品中的残留风险。