贝莱斯芽孢杆菌生防次级代谢产物研究进展

贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）是生防芽孢杆菌中的重要代表,作为微生物农药的核心菌种,已被广泛应用于作物病害生物防治。贝莱斯芽孢杆菌具有植物内生性,其生防作用机制主要包括产生次级代谢产物对抗植物病原物;改善宿主植物根际微生物群落,促进宿主营养和生长;激发宿主植物产生防御反应,诱导植物获得系统抗性。其中,产生次级代谢产物是其最重要的生防作用机制。贝莱斯芽孢杆菌含有多个编码生物合成次级代谢产物的基因簇,其中包括编码聚酮化合物合酶（PKS）和非核糖体肽合成酶（NRPS）的基因簇,同时存在核糖体途径合成次级代谢产物基因簇。通过非核糖体途径可产生脂肽类化合物、聚酮类化合物、二肽和铁载体;通过核糖体途径产生小菌素、细菌素、羊毛硫抗生素。这些具有生物活性的次级代谢产物成为了天然新药和候选抗生素的储存库,对于解析生防菌作用机制具有重要意义。本文综述了贝莱斯芽孢杆菌的命名与更迭,产生次级代谢产物的类型、合成与调控基因以及靶标病原菌,以期为生防菌株的改良和生物农药的研发提供参考。     

贝莱斯芽孢杆菌的研究现状与应用展望

贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）是一株新定义的芽孢菌种,已应用于农业生产中,具有促进生长和抑制病原菌的作用,且具有广谱的抑菌特性。在目前抗生素替代物需求日益增加的现状下,已有研究表明贝莱斯芽孢杆菌可用于植物的疫情防治,在畜禽和水产动物的养殖等畜牧业中能够提高饲料的消化率、抑制致病菌、提高生产性能和防治疾病,同时还可应用于工业生产。本文从贝莱斯芽孢杆菌的简介、研究现状、不同领域的功能以及应用前景等方面进行阐述,以期在当下复杂的生态环境和农业产业结构调整的大环境下为贝莱斯芽孢杆菌应用范围的扩大和功能开发提供参考,从而加快新型微生态制剂的研发。     

解淀粉芽孢杆菌抗菌机制研究进展

自然界中,细菌与细菌之间、细菌与其他生物之间存在广泛的相互作用。细菌产生的代谢物质可以提高自身在自然界中的竞争/生存能力。解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)能够产生种类繁多的抑菌物质,有效地抑制真菌和其他细菌的活性,是一类应用较广的生防菌。到目前为止,解淀粉芽孢杆菌的抑菌作用研究已经广泛开展,但是生物体是复杂多变的,仍然有很多东西是未知的,并且利用解淀粉芽孢杆菌进行生物防治的前景十分广阔,所以加强对抑菌物质的机制研究、提取相关抗菌物质尤为关键。本文综述了国内外有关解淀粉芽孢杆菌的抑菌机制研究,为进一步探究解淀粉芽孢杆菌的抑菌机制、抑菌基因和基因工程菌做好铺垫。     

生防解淀粉芽胞杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）最新研究进展

解淀粉芽胞杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)是与枯草芽胞杆菌相似,可产芽胞、革兰阳性(G+)、具有生防活性的益生细菌。其代谢过程中产生的抗菌物质种类多、抗菌谱广,其抗菌制剂或抗菌提取物具有无毒、无害、无残留、抑菌时效长等优点,可广泛应用于果蔬保鲜、果蔬生长期及采后微生物病害的生物防治,是极具开发价值的生防菌。本文从抗菌机理、抗性基因组成、基因工程菌构建、抗性产品开发及对微生物病害防治等几个方面,对解淀粉芽胞杆菌的研究及应用现状进行了归纳和总结,为其在农业生物工程中的规模化安全应用提供参考。     

猪源产细菌素芽孢杆菌的筛选及抑菌特性

【背景】抗生素作为生长促进剂在畜牧业中的滥用,出现了严重的耐药基因富集和扩散问题,发掘新兴的生长促进剂作为饲料添加剂市场潜力巨大,目前益生菌制剂的开发最具潜力。【目的】通过对散养健康育肥猪粪便中芽孢杆菌的分离筛选,获得对典型肠道病原菌具有显著抑菌活性的芽孢杆菌,确定其产生的细菌素特性,以此对芽孢杆菌作为猪养殖业生长促进剂的潜力进行评价。【方法】采用梯度稀释涂平板法分离可培养细菌,利用牛津杯法检测菌株的抑菌活性。通过微生物形态及16S r RNA基因序列分析,确认6株产细菌素菌株的分类地位,并对其抗生素耐药性、细菌素稳定性及生理生化特征进行比较分析。【结果】从116株纯培养物中筛选得到6株对指示病原细菌具有显著抑菌效应的产细菌素芽孢杆菌,其中2株为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis),3株为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),1株为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)。菌株B.licheniformis DY7和B.subtilis FX4对致泻、产肠毒素、出血性Escherichia coli均有显著的抑制效果,对头孢噻肟和红霉素高度敏感,其细菌素在p H 3.0-9.0、50-100°C水浴处理后仍具有明显的抑菌活性。【结论】猪源产细菌素芽孢杆菌DY7和FX4具有高效的病原细菌抑菌能力,所产细菌素稳定性较好,具有作为动物生长促进剂的应用潜力。     

贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)物种名称的“前世今生”

贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)是环境中常见的具有广泛功能性的细菌种类,而其分类地位与物种名称的确定却是细菌分类学家一直以来争论的焦点,直到最近贝莱斯芽孢杆菌有效的物种名称才得到确定。采用按时间顺叙的方式对贝莱斯芽孢杆菌物种名称演变发展过程进行系统阐述,以期让读者清晰了解贝莱斯芽孢杆菌物种名称的由来与更迭历程。     

甲基营养型芽孢杆菌拮抗玉蜀黍尾孢菌、链格菌和灰葡萄孢菌及环脂肽分析

【目的】探究甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)对植物病原菌玉蜀黍尾孢菌(Cercospora zeae-maydis Tehon et Daniels)、链格菌(Alternaria alternate)和灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea)的拮抗作用并鉴定抗菌物质,为其病害防治提供优良生防菌。【方法】平板对峙法初筛和杯碟法筛选拮抗菌株;微生物形态学和16S rRNA基因鉴定拮抗菌株;薄层色谱(TLC)和编码基因分析鉴定抗菌物质;玉米田间生防试验评估拮抗菌对3种病原菌的防治效果。【结果】筛选到一株能够明显拮抗玉蜀黍尾孢菌、链格菌和灰葡萄孢菌的甲基营养型芽孢杆菌B-1841,抑制率分别为65.95%、71.04%和46.69%,抑菌物质为伊枯草菌素类脂肽。玉米田间生防试验表明,菌株B-1841对玉蜀黍尾孢菌、链格菌和灰葡萄孢菌感染的玉米病害均有防治效果,相对防效分别为60.25%、69.89%和45.21%。【结论】甲基营养型芽孢杆菌B-1841对玉蜀黍尾孢菌、链格菌和灰葡萄孢菌引起的病害有防治作用,在农作物真菌病害防治方面具有潜在应用价值。     

贝莱斯芽孢杆菌SH-1471发酵条件优化及其番茄枯萎病的防治效果

【目的】贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis) SH-1471是一株兼具防控作物土传病害、促进土壤养分转化以及促进作物生长等功能的菌株(保藏编号：CCTCC No. M 2022923,专利号：ZL 2022 1 1479280.X)。挖掘其潜在的生物活性并探究其最适发酵条件,是推进该菌株产业化和商业化开发的有效手段之一。【方法】结合形态学、分子生物学、16SrRNA基因和gyrB基因对菌株SH-1471进行分类地位鉴定;利用PCR技术,对菌株抗生素合成基因检测;使用平板对峙试验和发酵液抑菌试验测定菌株抑菌广谱性;并测定其体外产酶、解磷、解钾、固氮及产铁载体能力;以菌株发酵液OD600值和抑菌率为指标,通过设计单因素试验和响应面优化试验,探究菌株的最佳发酵配方和最佳发酵条件;采用室内盆栽试验测定优化前后菌株发酵液对番茄植株的促生效果及其对番茄枯萎病的防治效果。【结果】经鉴定,SH-1471为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis),具有srfA、fenB、ituA、ituD和bymA等抗生素合成基因,对番茄枯萎病菌(Fusarium oxysporum...     

贝莱斯芽胞杆菌HN-Q-8菌株发酵液稳定性测定及抑菌活性成分分析

【背景】贝莱斯芽胞杆菌(Bacillus velezensis) HN-Q-8菌株是本实验室前期获得的能有效拮抗立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)的生防细菌。【目的】明确贝莱斯芽胞杆菌HN-Q-8菌株的抑菌活性物质。【方法】采用菌丝生长速率法检测其发酵液对5种马铃薯病原菌的拮抗能力以及稳定性,利用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术对HN-Q-8菌株活性物质进行鉴定。【结果】HN-Q-8菌株对立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)、尖镰孢菌(Fusarium oxysporum)、茄链格孢(Alternaria solani)和致病疫霉(Phytophthora infestans)具有良好的抑菌活性,抑菌率可达50%-90%。发酵液分别经紫外照射35min、自然光照射10 h以及100°C高温处理后,相对抑菌率分别为74%、92%和98%;发酵液的抑菌活性不受胰蛋白酶和蛋白酶K的影响;但不耐强酸、强碱,其适宜pH为4.0-10.0,表明HN-Q-8菌株活性物质具有良好的稳定性。活性成分能使立枯丝核菌菌丝形态畸形扭曲,从而抑制立枯丝核菌的生长,经鉴定活性物质为丰原素(fengycin)和表面活性素(surfactin)。【结论】贝莱斯芽胞杆菌HN-Q-8菌株发酵液具有较好的稳定性和较强的抑菌活性,具有良好的开发价值和应用前景。     

新疆棉花黄萎病菌拮抗细菌的分离、筛选与鉴定

【背景】棉花黄萎病是由大丽轮枝菌(Verticillium dahliae Kleb.)引起的一种世界性病害,近年来对该病害的生物防治因具有环境友好和人畜安全的特性而倍受关注。【目的】筛选棉花黄萎病高效拮抗细菌并对其进行鉴定,为棉花黄萎病的生物防治扩充菌种资源。【方法】采用稀释涂布平板法分离细菌,并进行拮抗细菌的初筛和复筛,通过形态特征、生理生化特征和16S rRNA基因序列分析对筛选到的细菌进行鉴定,确定其分类地位。【结果】初筛分离到535株对病原菌具有拮抗作用的细菌,并选取了108株拮抗细菌进行复筛,最终筛选到了4株优势拮抗细菌。通过形态观察、生理生化特征和16SrRNA基因序列分析,将菌株BHZ-29、SHT-15、SHZ-24和SMT-24分别鉴定为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillusvelezensis)、枯草芽孢杆菌斯皮兹仁亚种(Bacillus subtilis subsp. spizizenii)、萎缩芽孢杆菌(Bacillus atrophaeus)和香草芽孢杆菌(Bacillus vanillea)。【结论】获得了4株高效拮抗细菌,并且首次报道了香草芽孢杆菌对棉花黄萎病菌具有抑制作用。     

疮痂链霉菌拮抗菌株BU396的分离鉴定与抗菌性质分析

【背景】随着马铃薯种植面积的扩大,疮痂病的发生也日益严重,且化学防治存在环境污染等诸多弊端,因此利用安全和高效的生物防治手段对该病害进行防治成为研究热点。【目的】对疮痂链霉菌(Streptomyces scabies)拮抗菌株进行分离、鉴定和功能基因分析,对抗菌物进行分离及抗菌特性的研究。【方法】从马铃薯疮痂病的病害土壤中分离、筛选并鉴定得到拮抗菌株,采用PCR法对菌株进行抗菌物合成基因检测。通过硫酸铵沉淀法分离得到抗菌物,进行抗菌谱和稳定性检测,并通过盆栽试验进一步验证该菌株的生防效果。【结果】通过抗菌试验筛选得到拮抗细菌BU396,根据形态学、生理生化性质和分子生物学鉴定结果,确定其为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。功能基因分析表明BU396中含有表面活性素等4种抗菌物的合成相关基因。采用硫酸铵沉淀法对其培养液上清进行分离,当硫酸铵的饱和度为75%时,抗菌物在沉淀中析出。抗菌谱试验结果显示该抗菌物对多种动植物病原菌均具有抗菌效果。稳定性试验表明该抗菌物耐热,不易被酶解,对多种金属离子不敏感,具有宽泛的pH活性范围,盆栽试验结果显示菌株BU396处理能够明显降低马铃薯疮痂病的发病率。【结论】分离并鉴定了一株对疮痂链霉菌具有显著拮抗作用的贝莱斯芽孢杆菌BU396。该菌株含有多种抗菌物合成的相关基因,其抗菌物具有广谱的抗菌活性和良好的稳定性,对马铃薯疮痂病的生防效果显著。本研究为马铃薯疮痂病的生物防治及后续抗菌物质的深入研究奠定了基础。     

抑制小麦赤霉病生防芽胞杆菌的筛选与相关研究

芽胞杆菌因其具有广谱的抑菌活性,在农业生产上常用于防控植物病害。本研究比较了五种芽胞杆菌发酵上清液对禾谷镰刀菌PH-1的抑制作用,结果发现枯草芽胞杆菌SCK6基本没有抑制效果,地衣芽胞杆菌BSK3和多粘芽胞杆菌BSK4有较弱的抑制作用,解淀粉芽胞杆菌TZ01和贝莱斯芽胞杆菌SH06抑制效果明显,其中贝莱斯芽胞杆菌SH06的抑制作用最为显著。进一步从不同培养基、培养时间及渗透剂对SH06菌株发酵条件进行了优化,结果表明在TB培养基中培养24 h并加入0. 5%TritonX-100的渗透剂时,发酵上清对禾谷镰刀菌PH-1的抑制效果最佳。本文为贝莱斯芽胞杆菌作为一种新型生防菌剂奠定了良好的应用基础,不仅丰富了生物防治菌种的菌库,也为小麦赤霉病的防治提供了一种新的选择,对未来菌种联合防治提供了新的方向。     

内生贝莱斯芽胞杆菌生物拮抗活性的研究

目的研究内生菌的生物拮抗活性。方法基于植物贴片法、形态学与分子生物学特征等分离、鉴定内生菌;利用纸片扩散法检测分离株拮抗病原性细菌、植物部分内生菌及耐药性细菌的生物活性。结果分离株HBB5的菌落呈乳白色、黏液性、皱褶状凸起,镜下见革兰阳性、单个或成双或短链状排列杆菌;序列分析显示,HBB5菌的16SrRNA基因序列与GenBank数据库中贝莱斯芽胞杆菌(Bacillus velezensis)同源性为100%,鉴定为B.velezensis HBB5。拮抗试验显示,B.velezensis HBB5抑制Staphylococcus aureus、Enterococcus faecalis、Escherichia coli、Salmonella typhi、Salmonella paratyphi A、Shigella dysenteriae、内生Penicillium HBF3及Klebsiella ornithinolytica B1645-1等菌株生长,其与内生B.subtilis SWB8无明显抑制现象。结论首次从盾叶薯蓣植物中分离出Bacillus velezensis,其显示了广谱的抗病原细菌活性及一定的拮抗耐药菌的能力,可能参与宿主植物疾病的防御。     

地衣芽胞杆菌在植物病害生物防治中的应用

随着对地衣芽胞杆菌研究的不断深入和其杀虫、抗菌、生物降解等多种生物学活性的发现,地衣芽胞杆菌被认为是芽胞杆菌属中最具有生物防治应用价值的菌种之一。本文论述了地衣芽胞杆菌的生物学特性及其防治植物病害的四种主要作用机制,包括竞争、分泌抗菌物质、诱导植物系统抗性和促进植物生长;介绍了地衣芽胞杆菌在水稻、棉花、番茄、芒果、辣椒等多种大田作物和经济果蔬上的应用现状和生物防治效果;并讨论了其在生防应用过程中存在的主要问题,为今后地衣芽胞杆菌在生物防治方面的研究提供理论依据和应用参考。     

地衣芽胞杆菌在植物病害生物防治中的应用

随着对地衣芽胞杆菌研究的不断深入和其杀虫、抗菌、生物降解等多种生物学活性的发现,地衣芽胞杆菌被认为是芽胞杆菌属中最具有生物防治应用价值的菌种之一。本文论述了地衣芽胞杆菌的生物学特性及其防治植物病害的四种主要作用机制,包括竞争、分泌抗菌物质、诱导植物系统抗性和促进植物生长;介绍了地衣芽胞杆菌在水稻、棉花、番茄、芒果、辣椒等多种大田作物和经济果蔬上的应用现状和生物防治效果;并讨论了其在生防应用过程中存在的主要问题,为今后地衣芽胞杆菌在生物防治方面的研究提供理论依据和应用参考。     

Does the applicability of Bacillus strains in probiotics rely upon their taxonomy?

The taxonomic position and biological activities of two Bacillus strains used in veterinary probiotics were studied in this work. These microorganisms inhibit growth of a broad spectrum of pathogenic cultures. They synthesize proteolytic enzymes and other biologically active metabolites, and to some extent, supplement each other with probiotic activities. It is not clear whether these versatile activities are properties of individual strains or bacterial taxa as whole. 16S rRNA comparisons were conducted and illustrated the relatedness of these strains to Bacillus amyloliquefaciens . Their cell wall fatty acid contents were consequently analysed and specified a relation to the " Bacillus velezensis " ecomorph. On account of the previous observations, a simple method of 16S rRNA profiling by polymorphic nucleotides was proposed to determine a group of organisms closely related to "B. velezensis" and B.?amyloliquefaciens subsp. plantarum, for they are biologically active strains suitable for use in biotechnology. The extreme genetic plasticity of these bacteria endowed each strain with a unique spectrum of antagonistic activity.     

The structure and function of novel proteins of Bacillus anthracis and other spore-forming bacteria: development of novel prophylactic and therapeutic agents

The overall goal of this review is to summarize the current body of knowledge about the structure and function of major proteins of Bacillus anthracis and/or similar spore-forming organisms. B. anthracis is a key spore-forming biological threat agent, as well as human and animal Gram-positive bacterial pathogen. The structural information described here is limited to approximately the last 5 years. This information is then related to the role of the selected proteins in pathogenesis and in the possible development of novel vaccine and/or other antimicrobial agents against spore-forming organisms, including anthrax, a disease caused by B. anthracis. Among spore-forming bacteria, Bacillus and Clostridium species are the predominant spore-forming bacilli that cause serious diseases. The biochemical properties and mechanism of catalysis of the novel spore germination protease that degrades small, acid-soluble proteins protecting DNA against damage, a cofactor independent phosphoglycerate mutase, NAD+ synthetase, and the three know B. anthracis toxins, protective antigen, lethal factor, and edema factor are described. The studies described in this work review and unify selected information critical for the prevention of microbial diseases such as anthrax. A strategy for the structure-guided development of new prophylactic and therapeutic agents is discussed.     

邳州银杏内生放线菌分离、筛选及活性菌株鉴定

【目的】从银杏中分离、筛选得到具有抑菌作用的内生放线菌,为放线菌在生物防治上的应用提供新的菌种资源。【方法】采用组织贴片培养法进行分离,生长对峙法进行筛选。【结果】从银杏的根、茎、叶中分离得到98株、50株、8株内生放线菌(共计156株),47株放线菌具有拮抗植物病原真菌活性。菌株KLBMP 5501抗菌活性最好且具有广谱性,基于形态特征、培养特征、生理生化特征和16S rRNA基因序列的相似性分析等多项分类特征表明,菌株KLBMP 5501是一株浅紫链霉菌(Streptomyces violascens)。【结论】筛选得到了具有应用潜力的高活性菌株,并进行了菌种鉴定。     

不同年龄大熊猫肠道可培养芽孢杆菌的多样性及部分功能特性分析

【背景】大熊猫的肠道内微生物类群丰富,种群结构与宿主的年龄、生存环境、季节变化等因素有关,其中年龄是影响肠道菌群组成的重要因素之一。【目的】以不同年龄阶段的大熊猫粪便为研究对象,旨在了解不同年龄大熊猫肠道内芽孢杆菌的多样性,探究大熊猫肠道芽孢杆菌种类与年龄段之间的关系,并为优良益生菌剂的开发提供菌种资源。【方法】用稀释涂布法分离大熊猫粪便中的芽孢杆菌,对分离的菌株进行BOXA1R-PCR、16S rRNA基因系统发育及主成分分析,揭示大熊猫肠道中可培养芽孢杆菌的多样性;采用对峙生长法和药敏纸片琼脂扩散法分别检测菌株的抗菌能力和药敏性。【结果】从大熊猫粪便中共分离出90株芽孢杆菌,基于BOXA1R-PCR分析菌株的遗传多样性并从中选取41株代表菌株,经16Sr RNA基因测序分析后,结果显示归属于枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、萎缩芽孢杆菌(Bacillus atrophaeus)、贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)、甲基营养型芽孢杆菌(Bacillusmethylotrophicus)、解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)和短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)6个种;主成分分析结果表明大熊猫肠道芽孢杆菌种群组成与年龄存在一定的相关性。所有的供试菌株都具有纤维素降解潜力,大部分菌株对病原菌具有不同程度的抑制作用;除对青霉素具有耐药性外,供试菌株对常见的抗生素耐受性低。【结论】年龄是影响大熊猫肠道芽孢杆菌分布的重要因素,成年大熊猫肠道芽孢杆菌种类多样性最丰富,这为大熊猫益生菌制剂的开发提供了菌种资源。     

两栖类动物Cathelicidins家族 抗菌肽研究进展

两栖类动物皮肤裸露和湿润的特性易于微生物的生长,它们为了抵御病原微生物的侵袭,在长期自然进化过程中形成了以抗菌肽(AMPs)为主要防御机制的免疫系统。抗菌肽广泛分布于动物、植物、微生物中,是生物用于抵御细菌、真菌、病毒和原虫等病原体侵袭的重要武器之一,在进化上是一类非常古老而有效的天然防御物质。Cathelicidins是脊椎动物特有的重要抗菌肽家族之一,除具有高效广谱的抗菌活性,还具有如抗炎、抗氧化、伤口修复、抑制组织损伤和促进血管生成等多种重要活性,因此Cathelicidins家族抗菌肽已成为抗感染多肽类新药的研发热点。本文将从两栖类动物Cathelicidins家族抗菌肽的一般特点、来源分布、生物合成与结构、生物学活性、作用机制及应用前景等几个方面,综合阐述国内外的研究动态。