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这篇综述系统梳理了贝莱斯芽孢杆菌（B. velezensis）作为PGPR（植物根际促生菌）的研究进展，涵盖其分类沿革、抑菌代谢产物（如surfactin、fengycin等NRPS合成物）与BVCs（细菌挥发性化合物）介导的ISR（诱导系统抗性）机制，为可持续农业提供重要科学依据。
贝莱斯芽孢杆菌：植物根际的“全能卫士”
在可持续农业浪潮中，贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）凭借其卓越的植物促生与病害防控能力，已成为植物根际促生菌（PGPR）研究中的“明星菌株”。这篇综述从历史沿革到分子机制，全面揭示了这株微小细菌如何通过“化学武器库”与“信号战”，在植物根际构建起多层次的防御体系。
历史溯源：从“阿利尼特”到现代生物农药
早在一百多年前，德国地主阿尔伯特·冯·卡隆就发现土壤中的“草甸芽孢杆菌”能显著提高作物产量，并于1897年推出全球首款细菌肥料“阿利尼特”。随着基因组学发展，1971年从澳大利亚麦田分离的GB03（商品名“科迪亚克”）和2007年完成测序的FZB42，最终被确认为B. velezensis，其基因组中抗菌物质合成基因占比远超模式菌株枯草芽孢杆菌。
生物防治：多靶点“化学武器库”
B. velezensis的“杀手锏”在于其庞大的次级代谢产物谱系，包括非核糖体肽（如表面活性素surfactin、芬荠素fengycin）、聚酮化合物（如地非西丁difficidin）等9类高度保守的合成基因簇。这些物质不仅能直接抑制镰刀菌、丝核菌等病原菌，还能通过诱导系统抗性（ISR）激活植物茉莉酸（JA）、乙烯（ET）和水杨酸（SA）信号通路，实现“远程防御”。
挥发性信号：无形中的“信使”
GB03菌株产生的细菌挥发性化合物（BVCs）如2,3-丁二醇、丙酮等，可在低浓度下诱导植物气孔关闭，阻断病原菌入侵。研究表明，BVCs通过激活ABA和SA通路，促进过氧化氢积累，使植物叶片形成“化学屏障”。
根际定殖：一场精妙的“攻防战”
成功定殖是发挥功效的前提。B. velezensis通过趋化性感知根系分泌物，利用胶原样蛋白（Clp）和鞭毛蛋白（FliD）形成生物膜“堡垒”。面对植物免疫系统产生的活性氧（ROS），其通过ResE调控系统增强抗氧化能力，并分泌生长素（IAA）形成“反馈回路”——ROS刺激IAA合成，IAA又促进细菌定殖，实现互利共生。
新型互作机制：铁“窃取”与群体调控
SQR9菌株通过VII型分泌系统（T7SS）将YukE蛋白注入植物细胞膜，形成铁离子通道，巧妙获取植物内源铁。而在生物膜内部，不同亚群分工明确：基质生产者合成“同类相食”毒素（如杆状酸bacillunoic acid）清除竞争者，Spo0A-P调控系统则维持群体稳定。
农业应用：从单菌到“合成军团”
当前研究正突破单菌株局限。移除荧光假单胞菌Pf5的pyoluteorin合成基因后，与B. velezensis构建的“合成群落”（SynCom）显著增强病害防控效果。此外，利用CRISPR-Cas9技术改造菌株（如增强脂肽合成10倍），或通过“根际驯化”筛选定殖能力更强的变异株，为精准农业提供新工具。
未来展望：挥发性信号的“远程调控”
最新发现表明，GB03定殖的番茄植株释放的β-石竹烯等挥发物，可调控邻近植株根际微生物组，实现“群体免疫”。这种“空气传播的信号战”为开发挥发性物质缓释制剂、构建区域性健康土壤生态系统提供了新思路。
从卡隆的“草甸芽孢杆菌”到现代分子设计菌株，B. velezensis的研究历程堪称一部微生物与植物协同进化的史诗。随着合成生物学与生态调控技术的融合，这位“根际全能卫士”必将在替代农用化学品的绿色革命中，绽放更耀眼的光芒。
