《Microbiological Research》：A bacillomycin D lipopeptide controls
Aspergillus flavus through membrane disruption and an L-homoserine–linked redox imbalance
编辑推荐：
•Bacillus velezensis 1-11-2 产生枯草菌素 D2 作为其关键抗真菌脂肽。•枯草菌素 D2 以高稳定性抑制A. flavus 和赭曲霉毒素的合成。•它结合磷脂酰乙醇胺，破坏膜流动性和通透性。•它还通过 L-同半胱氨酸驱动 ROS 积累以及半胱氨酸/甲硫
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Bacillus velezensis 1-11-2 产生枯草菌素 D2 作为其关键抗真菌脂肽。
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枯草菌素 D2 以高稳定性抑制A. flavus 和赭曲霉毒素的合成。
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它结合磷脂酰乙醇胺，破坏膜流动性和通透性。
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它还通过 L-同半胱氨酸驱动 ROS 积累以及半胱氨酸/甲硫氨酸氧化还原失衡。
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L-同半胱氨酸逆转实验证实膜破坏是主要的抗真菌途径。
引言
A. flavus 是导致全球谷物和饲料污染的主要病原真菌之一。它广泛分布于热带和亚热带地区，特别是在玉米、花生和棉花等重要经济作物中（Sissinto Adjovi 等，2025）。赭曲霉毒素主要由A. flavus 和A. parasiticus 产生，具有高度致癌性、致突变性和免疫抑制性。赭曲霉毒素 B1（AFB1）已被国际癌症研究机构（IARC）列为 I 类致癌物（McGuire，2016）。在全球范围内，每年约有 10% 至 20% 的谷物因霉菌而损失，相当于数亿吨谷物被浪费，直接经济损失超过数十亿美元（Eskola 等，2019）。在发展中国家，赭曲霉毒素暴露尤为严重，因为气候条件有利于Aspergillus spp. 生长，储存设施不足，检测方法有限（Li 等，2024）。这导致当地人群肝癌发病率显著升高，给公共卫生系统带来沉重负担（Groopman 等，2021；Saha Turna 和 Wu，2019；Zhou 等，2019）。传统化学控制方法，如化学防腐剂（Schl?sser & Prange，2018）和熏蒸剂（X. Zhang 等，2023），在短期内抑制Aspergillus spp. 生长方面是有效的。然而，随着时间的推移，它们可能促进抗性产生并带来化学残留风险（Chen 等，2020；Chen 等，2014）。物理脱毒技术，如热处理（Jalili 等，2020）、辐射处理（Shanakhat 等，2019）和吸附剂（Song & Qin，2022），可在一定程度上降低毒素水平，但高昂的成本、复杂的操作以及对营养成分的潜在损害限制了其在大规模谷物储存和加工中的广泛应用。因此，寻找安全有效的防控策略是解决谷物霉菌污染问题的关键。
基于拮抗微生物的生物防治策略越来越受到关注。这些策略利用微生物间的相互作用，通过营养竞争（Khan 等，2021）、产生抗菌物质（Rawat 等，2022）和寄生（Kifle 等，2016）等机制抑制霉菌生长。它们具有高度特异性，不残留，且极少引发抗性。土壤微生物是地球生物多样性的主要组成部分，具有相当大的生物防治潜力。此外，它们在维持土壤生态平衡、促进植物生长和抑制土传病害方面发挥着至关重要的作用。Bacillus spp. 作为土壤微生物资源中的重要类群，在生物防治领域占据重要地位（Zhang 等，2023）。近年来，大量研究探索了Bacillus spp. 的活性代谢物——包括抗菌肽、有机酸、挥发性化合物和降解酶——以及它们的生物防治能力（Etesami 等，2023；Zhang 等，2023）。然而，从微生物基因组中发现新的天然活性成分并阐明其抗真菌机制方面仍存在巨大的潜力。特别是，虽然抗真菌脂肽的膜破坏作用已得到充分证实，但其下游效应——尤其是它们靶向的具体细胞内代谢位点——仍基本未明。
因此，在本研究中，我们分离了一株对A. flavus 具有拮抗作用的菌株，并通过全基因组测序探索其生物防治潜力。利用 HPLC–MS/MS 纯化并鉴定了其代谢物中的主要抗真菌脂肽，并评估了其对A. flavus 生长和赭曲霉毒素产生的活性。随后，我们利用扫描和透射电子显微镜、整合转录组–代谢组学分析、荧光探针实验，以及等温滴定量热法和分子对接的目标水平验证来剖析其抗真菌机制，旨在超越膜破坏层面，定义脂肽所靶向的具体细胞内代谢节点。这些发现丰富了基于脂肽的生物防治机制理解，并为进一步开发针对A. flavus 的候选药剂提供了数据支持。
章节摘要
菌株和培养条件
本研究使用的A. flavus 菌株（BNCC142803）购自北纳生物（中国河南省），B. velezensis 1-11-2（CGMCC32408）为我实验室先前分离鉴定并保存的野生型菌株。
A. flavus 接种于 PDA 培养基（马铃薯 200 g，葡萄糖 20 g，琼脂 15 g，蒸馏水 1 L）表面，在 28°C 下培养 7 天，使用无菌生理盐水冲洗菌落表面以收集孢子，随后
拮抗菌的筛选鉴定与全基因组分析
从近 3,000 个土壤微生物中共分离出 29 株对A. flavus 具有显著抑制作用的拮抗菌株（图 1A、图 1B）。其中，1-11-2 菌株表现出最高的抑制率，达 71.1%（图 1C）。对 1-11-2 菌株的基因组信息进行了全面分析和挖掘。组装后的基因组总长度为 4,038,328 bp，G+C 含量为 46.34%，包含 3,837 个编码基因（总长度：3,594,972 bp）（图 1D）。基本数据库
讨论
A. flavus 和赭曲霉毒素对全球粮食安全构成重大威胁（Amaike & Keller，2011）。尽管已探索了多种生物防治方法，但对微生物代谢天然活性成分及其抗真菌机制的系统研究仍不充分（Dorner，2009；Li 等，2022）。在本研究中，我们分离了一株被鉴定为B. velezensis 的菌株，该菌株对A. flavus 表现出强烈的拮抗作用。自 2005 年被发现以来，B. velezensis 已
结论
总之，我们从土壤中分离出一株对A. flavus 具有显著拮抗活性的B. velezensis 1-11-2 菌株。进一步研究表明，B. velezensis 1-11-2 产生枯草菌素 D 型脂肽，并对A. flavus 表现出良好的生物防治活性。这些脂肽能有效抑制孢子萌发和菌丝生长，并在接近 MIC 浓度下直接损害赭曲霉毒素的生物合成能力，从而减少赭曲霉毒素的积累。此外，
资助
本工作得到吉林省科技发展计划项目（项目编号 20250202052NC）的支持。
CRediT 作者贡献声明
孔令聪：撰写–审阅与编辑、项目管理、获取资金。马红霞：监督、项目管理、获取资金。李明秋：数据整理。吴明岩：撰写–审阅与编辑。Muhammad Inam：撰写–审阅与编辑。余晓娜：数据整理。车晓音：撰写–审阅与编辑。刘中良：撰写–原稿、验证、数据整理。
生成式 AI 及 AI 辅助技术在写作过程中的声明
在准备本工作过程中，作者使用了生成式 AI 工具来辅助语言编辑和稿件修改。使用完该工具后，作者根据需要审阅并编辑了内容，并对发表内容承担全部责任。
利益冲突声明
作者声明，不存在任何可能影响本文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
致谢
感谢北京百迈客生物医药科技股份有限公司提供全基因组测序和分析服务，感谢实验室工作人员的参与和支持。
刘中良|车晓音|吴明岩|李明秋|余晓娜|Muhammad Inam|孔令聪|马红霞
