Bacillus velezensis GX0002980全基因组解析揭示其防控芒果炭疽病的多重抗菌机制与生防潜力

本研究推荐一篇具有重要应用价值的微生物防控研究。作者从植物根际土壤中分离出Bacillus velezensis GX0002980，通过全基因组测序（antiSMASH预测14个次级代谢基因簇）和LC-MS分析，鉴定出表面活性素（surfactin）、杆菌溶素（bacilysin）等关键抗菌物质。该菌株对Colletotrichum gloesporioides的体外抑菌率达70.98%，其挥发性物质和无菌发酵滤液可显著抑制病原菌生长，并通过产淀粉酶、蛋白酶等水解酶破坏菌丝结构。田间试验显示其对芒果采后炭疽病的防治效果达52%，为绿色农业提供了新型生防资源。

　　Bacillus velezensis GX0002980的发现与鉴定
从广西大明山自然保护区（23°37′N，108°49′E）植物根际土壤中分离的GX0002980菌株，经形态学观察显示为革兰氏阳性杆状菌，在LB培养基上形成白色干燥的褶皱菌落。生理生化试验显示其具有淀粉水解、明胶液化等特性，16S rRNA和gyrB基因序列分析证实其与Bacillus velezensis 504相似度达100%。扫描电镜观察到该菌株表面光滑，呈典型芽孢杆菌形态。

抗菌活性与作用机制
采用平板对峙法发现GX0002980对芒果炭疽病菌C. gloesporioides的抑制率高达70.98%。其挥发性有机物抑菌率达73.91%，而20%浓度无菌发酵滤液几乎完全抑制病原菌生长。扫描电镜揭示处理组病原菌菌丝出现严重皱缩、扭曲和纠缠现象。该菌株还能分泌淀粉酶、纤维素酶等水解酶，通过破坏病原菌细胞壁发挥抗菌作用。

广谱抗菌与促生特性
测试12种植物病原真菌显示，GX0002980对Alternaria alternata抑制率最高（87.29%），最低对Fusarium oxysporum仍达57.53%。该菌株还具有固氮、解磷（有机磷/无机磷）、产铁载体和吲哚-3-乙酸（IAA产量7.25 mg/L）等植物促生特性，Ashby培养基和Nessler试剂检测验证了其多重促生功能。

基因组特征与代谢潜能
全基因组测序（登录号CP148060）显示GX0002980具有3,907,381 bp环形染色体，GC含量47.44%。antiSMASH预测包含14个次级代谢基因簇，其中表面活性素（78%相似度）、杆菌溶素（100%）等已知簇，以及4个未注释新簇（如簇5萜烯类）。KEGG注释发现12条抗生素合成通路，涉及新霉素、链霉素等合成。

活性物质鉴定与田间应用
LC-MS从乙酸乙酯粗提物中鉴定出m/z 1022.6978（C14表面活性素）、m/z 235.1125（杆菌溶素）等活性成分。芒果果实接种试验显示，菌悬液处理组的病斑面积显著减小，对采后炭疽病的防治效果达52%。其发酵液、滤液及挥发物均能延长芒果贮藏期，12天后仍保持良好商品性。

创新价值与展望
该研究首次报道了GX0002980菌株独特的thiopeptide基因簇（仅4%相似度），可能合成新型抗菌物质kijanimicin。相比已报道的FZB42等菌株，GX0002980具有更丰富的次级代谢基因簇。未来可进一步纯化其挥发性抗菌成分，并开发生防制剂，为解决芒果采后病害提供绿色解决方案。