综述：解淀粉芽孢杆菌在生物防治、代谢工程及蛋白表达中的应用前景

（编辑推荐）本综述系统阐述了解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）的代谢组学特征、遗传工具（如CRISPR-Cas9基因编辑）及多领域应用潜力，涵盖生物农药（抗真菌/细菌/病毒）、工业酶生产、肠道微生态调节及农业生物肥料开发，呼吁加强菌株特异性代谢工程研究以释放其产业化价值。

　　

Abstract—
解淀粉芽孢杆菌（B. amyloliquefaciens）作为革兰氏阳性菌的典型代表，其基因组中编码着丰富的次级代谢产物合成基因簇，包括 surfactin（表面活性素）和 iturin（伊枯草菌素）等抗菌物质。这些特性使其成为生物防治领域的明星菌株——在农业实验中，该菌通过分泌脂肽类化合物可显著抑制镰刀菌（Fusarium）等植物病原体的生长，同时激活植物系统抗性（ISR）。

代谢工程改造潜力
菌株特有的非核糖体肽合成酶（NRPS）和聚酮合酶（PKS）基因簇，为定向改造代谢通路提供了靶点。最新研究通过敲除 spo0A 基因（调控芽孢形成的关键转录因子），使异源蛋白（如α-淀粉酶）表达量提升3.2倍。值得注意的是，其天然分泌系统（Sec-SRP-Tat）对真核蛋白（如人胰岛素原）的分泌效率远超大肠杆菌（E. coli）。

跨领域应用图谱
• 农业：作为生物肥料可溶解土壤难溶性磷酸盐（通过分泌植酸酶PhyA），在番茄种植中使产量提升18%
• 医药：合成的新型环脂肽（如amylocyclicin）对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）的最小抑菌浓度（MIC）低至8 μg/mL
• 工业：工程菌株生产的角质酶（CutA）在60℃下保持72小时活性，显著优于传统黑曲霉发酵体系

技术瓶颈与突破
尽管已有启动子库（如P_aprE
、P_amyE
）和报告基因系统（GFP^uv
）的建立，但CRISPRi（基因敲降）效率仍受限于菌株特有的DNA修复机制。近期开发的基于Tn₇
转座子的染色体整合技术，将外源基因表达稳定性提高至50代以上。

未来需重点开发菌株专属的基因组尺度模型（GSMM），以精准预测代谢流分布。该菌在合成生物学领域的"底盘细胞"潜力，或将重塑生物制造产业格局。