粮油减损与真菌毒素防控创新团队发现一株防霉芽孢杆菌并提高其活性物质产量

近日，中国农业科学院农产品加工研究所粮油减损与真菌毒素防控创新团队发现一株防霉芽孢杆菌并提高其活性物质产量。该研究结果在食品科技领域知名学术期刊Food Research International发表（JCR 一区，IF=8.1），团队博士研究生胡亚凡和硕士研究生杨旭为论文第一作者，邢福国研究员和王刚副研究员为通讯作者，研究获得了国家重点研发计划项目（2022YFD2100104）和中国农业科学院科技创新工程（CAAS-ASTIP-G2022-IFST-01）的资助。

粮油、果蔬等农产品采后极易受到曲霉等病原侵染而发生真菌性腐败，威胁着我国的食品安全，并造成巨大经济损失。目前，控制农产品真菌性腐败以物理和化学方法为主，但存在设备成本、化学残留、环境污染等问题。生物防控因效率高、无残留、环境友好等优点被广泛关注，但还存在控制机制不清、效果不稳定等问题亟需解决。

科研人员以挖掘抗霉菌生物资源为目的，在前期获得一株可抑制黄曲霉和韦氏曲霉等多种曲霉菌的菌株A-1，鉴定为解淀粉芽孢杆菌。电镜结果表明，菌株A-1可影响黄曲霉的菌丝体和分生孢子形成，破坏细胞壁、细胞膜和细胞器的结构。转录组分析表明，菌株A-1影响黄曲霉的氨基酸降解、淀粉和蔗糖代谢通路。同时，黄曲霉毒素合成被抑制。

进一步探究菌株A-1产生的活性抑菌物质，组学分析揭示菌株A-1编码6种次级代谢产物。通过活性追踪，鉴定菌株A-1抗菌活性的关键物质为4种表面活性素（surfactins）。研究发现，在菌株A-1发酵过程中，外源添加丙氨酸、苏氨酸、二价铁离子可增加表面活性素的产量。基于表面活性素的生物合成及调控途径，过表达调控基因comX，也可显著增强表面活性素的产生。体内试验结果表明，菌株A-1能显著抑制曲霉菌引起的梨、玉米和花生霉变，过表达comX的基因工程菌株抑制活性显著提高。

以上研究揭示了菌株A-1的抑菌机制，提出了提高菌株活性的策略，为开发农产品产后霉菌防控生物制剂提供了理论依据。

原文链接: https://doi.org/10.1016/j.foodres.2023.113752