比较基因组分析：揭示三株 Pseudomonas palleroniana 菌株抗太子参病原菌的代谢物差异及生物防治潜力

《BMC Genomics》：The comparative genomic analysis provides insight into the divergent inhibitory activity metabolites in pathogen-driven three Pseudomonas palleroniana strains against primary pathogens of Pseudostellaria heterophylla

为解决太子参（Pseudostellaria heterophylla）因大规模种植引发的病害问题，研究人员开展了对其根际土壤可培养微生物组的研究，筛选具有广谱抗真菌活性的菌株。结果发现三株 P. palleroniana 菌株有不同抑菌活性和代谢物，为太子参病害生物防治提供新资源。

　　太子参（Pseudostellaria heterophylla）作为一种重要的中药材和食品原料，在亚洲广泛应用。然而，近年来随着其大规模种植，由多种病原菌引发的传染病频繁发生，严重影响了太子参的产量和质量，高效且安全的防治方法成为产业高质量发展的迫切需求。在此背景下，贵州中医药大学的研究人员开展了相关研究，旨在挖掘有效的生物防治资源，为太子参病害防治提供新途径。该研究成果发表在《BMC Genomics》上。

研究人员主要采用了 PacBio RS II 单分子实时测序、Illumina 测序以及生物信息学分析等技术。通过构建太子参根际土壤可培养微生物组，从患病太子参根际土壤中分离出多株细菌，并筛选出具有广谱抗真菌活性的菌株。

研究结果如下：

1. 菌株的拮抗活性：通过对峙试验，发现三株 P. palleroniana 菌株（B-BH16-1、B-JK4-1 和 HP-YBB-1B）对十一种太子参病原菌均表现出显著的拮抗活性，且抑制谱存在差异。
2. 基因组测序与注释：对这三株菌株进行基因组测序和组装，获得了它们的基因组信息。基因本体（GO）和京都基因与基因组百科全书（KEGG）分析表明，三株菌株在基因功能和代谢途径方面存在差异，这些差异可能与它们的抗真菌能力相关。
3. 系统发育分析：基于 V3V4 rRNA 序列构建系统发育树，结合核糖体多位点序列分型（rMLST）和模式菌株基因组服务器（TYGS）分析，确定这三株菌株均为 P. palleroniana。同时发现，B-JK4-1 与 B-BH16-1 或 HP-YBB-1B 的亲缘关系比 B-BH16-1 与 HP-YBB-1B 更近。
4. CAZymes 分析：碳水化合物活性酶（CAZymes）分析显示，三株菌株能产生多种 CAZymes，且在辅助活性（AA）、碳水化合物酯酶（CE）和糖基转移酶（GT）等类别中的酶数量存在差异。HP-YBB-1B 产生的糖苷水解酶（GH）数量较多，其中包含多种具有潜在抗真菌特性的酶。
5. 次生代谢物生物合成基因簇分析：利用 antiSMASH 分析发现，三株菌株在次生代谢物生物合成基因簇方面存在显著差异。例如，在 cluster 5 中，B-BH16-1、B-JK4-1 和 HP-YBB-1B 分别产生 tolaasin I/tolaasin F、sessilin A 和 putisolvin，这些化合物具有不同的抗真菌活性和作用模式。

研究结论和讨论部分指出，这三株 P. palleroniana 菌株为太子参病害生物防治提供了新的资源，但它们的安全性和潜在风险还需进一步研究。同时，菌株间次生代谢物生物合成基因的差异，可能是导致其抗真菌谱不同的原因。此外，这些菌株可能含有未报道的代谢物，具有潜在的研究价值。该研究为深入了解 P. palleroniana 菌株的抗真菌机制提供了新的视角，为开发新型生物防治剂奠定了基础，对推动太子参产业的可持续发展具有重要意义。