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JAFC:河南省农业科学院植保所作物土传病害生物防治创新团队在生防芽胞杆菌生物膜调控机制方面取得新进展

2026-10-16 16:19:02

JAFC:河南省农业科学院植保所作物土传病害生物防治创新团队在生防芽胞杆菌生物膜调控机制方面取得新进展

河南省农业科学院植物保护研究所作物土传病害生物防治创新团队，2024年9月3日在芽胞杆菌生物膜调控机制解析方面取得了新进展，发现了生防枯草芽胞杆菌新的生物膜调控因子，揭示了其在小麦根际-枯草芽胞杆菌-假禾谷镰孢菌互作系统中调控生物膜形成，参与小麦根际定殖和防治小麦茎基腐病新的作用机制。相关成果以“Double-wing motif protein is a novel biofilm regulatory factor of the plant disease biocontrol agent, Bacillus subtilis”为题，近日，在线发表于国际农林学科领域著名期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》（中科院1区，Top期刊）杂志。

生物膜又称生物被膜（Biofilm），是附着于任何物体表面，被自身及其它微生物产生的胞外大分子包裹的微生物多细胞聚集体。生防细菌的生物膜形成能力对于作物根部定植以及生防能力的有效发挥具有重要的理论和实际意义，然而生防细菌—枯草芽胞杆菌的生物膜调控机制尚不清晰，有待于进一步挖掘。

该文章通过突变体库筛选，首次发现了生物膜形成相关新基因orf04391；并首次证明了该基因对产芽孢、粘附、定殖、生物膜的量及对小麦茎基腐病防效等方面的影响；结合比较转录组和荧光定量PCR试验，推测该新基因通过Spo0A-SinI/SinR路径调控枯草芽胞杆菌生物膜的形成；利用染色质免疫沉淀和凝胶阻滞试验解析了新调控因子Orf04391在体内外与sinI转录调控区域的结合活性，揭示了该基因作为DNA结合蛋白参与了生物膜起始基因sinI的转录，调控枯草芽胞杆菌生物膜的形成和芽孢的产生。该研究对于枯草芽胞杆菌定殖改造、小麦根际定殖规律和指导防治小麦茎基腐病提供了新参考。也为下一步全面系统的挖掘新的生物膜调控基因及其调控机制研究提供了新思路。

河南省农业科学院联合培养博士毕业生、河南农业大学的董迁迁为论文第一作者，河南省农业科学院植物保护研究所的作物土传病害生物防治创新团队杨丽荣研究员为通讯作者，加拿大圭尔夫大学Paul H. Goodwin教授和河南农业大学吴坤教授等参与了该项研究。该研究得到了中原科技创新领军人才项目（234200510010）、河南省重点研发专项（241111112800）、河南省农业科学院科技创新团队专项（2023TD15）等项目的资助。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.4c02192

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