解淀粉芽孢桿菌（Bacillus amyloliquefaciens: BA）是一種典型的植物生長促生菌，能成功定殖于土壤、植物根際和種子等環境或組織中。與傳統的化肥和農藥比較，BA具有環保、高效和無有害副作用等特點，被視為優秀的生物肥料和生防劑，廣泛應用于多種農作物以促進作物健康生長。關于BA促生研究有很多，但缺乏作用機制的系統性梳理和總結，阻礙著對BA的作用機制的全面理解及其未來在農林業和其他領域的廣泛應用。
基于此，中國科學院成都生物研究所地表過程與生態系統管理項目組博士研究生羅林在尹春英研究員的指導下，基于對相關文獻的大量閱讀，全面總結了BA的促生機制，并提出了目前在農業應用中的局限和未來的發展方向。BA促生機制主要包括，1）通過生物固氮及礦化有機氮、溶磷、溶鉀和產生鐵載體，從而提高土壤氮、磷、鉀和鐵素養分的有效性；2）改變土壤微生物群落，進而提高礦質養分的有效性和改善作物生長的根系環境；3）產生與植物細胞和根系生長相關的激素和揮發性有機物質，促進植物獲取養分；4）通過與病原菌競爭生態位和養分、產生環狀脂肽等代謝物，誘導植物產生系統性抗性，促進植物對生物脅迫的抵抗。同時，BA還可以通過誘導宿主植物遺傳、理化改變以提高其對非生物脅迫的耐受性。
雖然BA的促生機制已被廣泛研究，但依然存在一些局限，如BA與宿主植物和環境因子之間的相互作用、缺乏田間實驗、如何影響宿主植物對養分吸收的深入研究等。因此，在未來的研究中，應在不同的土壤條件下更深入地聚焦BA的促生機制及調控因子，并結合同位素示蹤、非損傷微測和高通量測序等先進技術揭示BA對植物養分吸收的影響。
上述研究結果以“Bacillus amyloliquefaciens as an excellent agent for biofertilizer and biocontrol in agriculture: an overview for its mechanisms”為題發表在《Microbiological Research》（2021，IF=5.415）。該研究得到了四川省科技廳項目（No. 2022YFS0499, 2020YJ0201 and 2021YFS0283）、中國科學院戰略性先導科技專項（No. XDA26010102）和國家自然科學基金（No. 32071500）等項目的支持。
圖1. BA通過促進土壤養分有效性促進植物生長
圖2. BA通過產生植物激素和揮發性有機物質促進植物細胞和根系的生長
圖3. BA促進植物對生物和非生物脅迫的抗性和耐受性