2019年10月22日, International Journal of MolecularﻪSciences在线发表了中国农业大学生物学院陈三凤教授课题组题为“Fusaricidin Produced by Paenibacillus polymyxa WLY78 InducesﻪSystemic Resistance against Fusarium Wilt of Cucumber”的研究论文。

       由镰孢菌属引起的枯萎病可以导致多种粮食、蔬菜所作物严重减产甚至绝收,而多粘类芽孢杆菌WLY78可以有效防治多种植物真菌引起的病害并可以帮助植物固氮。

       文章通过对WLY78基因组分析预测,获得了八个潜在脂肽或聚酮类抗生素合成基因簇,经基因缺失,最终确定了fusaricidin家族抗生素为WLY78中的主要活性抑菌物质。基因敲除实验表明,fus基因簇只需要fusABCDEFG,而不需要fusTE,为目前已知最小的fusaricidin合成基因簇。经液质分析,该fus基因簇能够同时合成7种类型的fusaricidin抗生素。显微观察揭示了fusaricidin抑制真菌的机制是裂解其孢子、菌丝,导致胞质外泄,最终杀死病原真菌。盆栽实验表明,fusaricidin可以有效降低黄瓜根际病菌数量,并可以通过水杨酸信号途径诱导黄瓜根部产生抗性,该抗性可以从根部传导至叶部,使叶部大量表达PR蛋白。文章最后提出了WLY78与黄瓜互作关系模型,既WLY78分泌fusaricidin直接抑制根际病原菌,并刺激植物产生系统抗性。

      中国农业大学博士生李云龙为本文的第一作者。农业生物技术国家重点实验室陈三凤教授为本文的通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金的经费支持。