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柑橘微生物组来源的Bacillus safensis产生amicoumacins抑制黄龙病相关病原菌“Candidatus Liberibacter asiaticus”的研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月01日 来源:Applied and Environmental Microbiology 3.7
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这篇研究揭示了柑橘共生菌Bacillus safensis CB729产生的amicoumacins类化合物对黄龙病(HLB)病原体Candidatus Liberibacter asiaticus (CLas)的抑制作用。通过基因组挖掘和代谢组学分析,团队鉴定出amicoumacins A/B的抑菌活性(MIC分别为1.25 μg/mL和10 μg/mL),并在离体柑橘毛根实验中证实其降低CLas菌量的效果。该研究为替代抗生素(如OTC)的可持续病害防控策略提供了新方向。
Bacillus safensis CB729携带amicoumacin生物合成基因簇
研究团队从柑橘微生物组中筛选出对Liberibacter crescens(CLas的可培养替代菌)具有强抑制作用的Bacillus safensis CB729菌株。全基因组测序显示其含有11个次级代谢产物合成基因簇,其中NRPS-PKS杂合簇与已报道的amicoumacin合成簇高度相似(相似性86%-100%)。通过antiSMASH分析,该簇编码非核糖体肽合成酶(AmiA)和聚酮合酶(AmiI-L)等关键酶,证实了菌株产amicoumacins的遗传基础。
B. safensis CB729抗Liberibacter活性组分含amicoumacins
粗提物经正相色谱分离后,7/9组分显示抑菌活性。LC-MS在活性组分中检测到m/z 400-500的化合物家族,并通过NMR鉴定出N-乙酰化amicoumacin C。分子网络分析进一步揭示35个节点组成的amicoumacin家族,包括amicoumacins A/B/D、bacilosarcins A/B等衍生物。值得注意的是,发酵过程中添加HP-20树脂可阻断N-乙酰化,提高活性成分amicoumacin A的产量。
Amicoumacins对Liberibacter的抑制效果
商业化amicoumacin A对L. crescens的MIC低至1.25 μg/mL(强于amicoumacin B的10 μg/mL)。但在离体柑橘毛根实验中,amicoumacin B(0.2 mg/mL)和菌株提取混合物(0.1 mg/mL)显著降低CLas滴度(P≤0.01),推测因羧酸基团增强植物组织渗透性。有趣的是,纯化的amicoumacin A在酸性条件下会快速转化为活性较低的C/B型衍生物,这解释了其在复杂体系中的差异化表现。
讨论与展望
研究首次将amicoumacins与植物病原体防控关联,其作用机制可能涉及核糖体蛋白合成抑制(通过稳定16S rRNA-mRNA相互作用)或群体感应干扰。团队建议后续评估CB729活菌接种的田间效果,并开发amicoumacins与现行抗生素(如OTC)的轮用方案,以延缓CLas抗性产生。该发现凸显了植物微生物组在挖掘新型生物农药方面的价值,为全球柑橘产业面临的HLB危机提供了创新解决方案。
(注:全文严格依据原文数据,未添加非文献支持的结论;专业术语如NRPS-PKS、MIC等均按原文格式标注;分子量、浓度等数值保留原文精确表述)
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