近日，中國農業科學院煙草研究所濱海鹽堿地生物資源評價利用創新團隊在微生物農業化學生物學研究及農業微生物應用拓展方面取得系列進展，相關研究結果發表在《農業食品化學（Journal of Agricultural and Food Chemistry）》（中科院一區top期刊，IF=6.1），《微生物學研究（Microbiological Research）》（中科院一區top期刊，IF=6.7）和《脫鹽（Desalination）》（中科院一區top期刊，IF=9.9）上。

農業微生物在土壤修復、水體凈化、動植物病蟲害防治、農業廢棄物轉化利用等方面發揮著重要作用，可以有效提升農作物的產量，優化農作物的品質，降低種植成本，改善土壤環境，保護整個生態環境。團隊依托“國家農業環境微生物種質資源庫（山東）”，從一株土曲霉（Aspergillus terreus）HT5獲得了系列結構新穎的環戊烯酮類化合物。其中，aspergilethers?A和B具有環戊烯酮中罕見的中長鏈脂肪族側鏈，并且以側鏈次甲基差向異構體的形式存在。通過NMR和ECD計算，解決了新化合物的構型問題。盆栽和田間試驗表明，(+)-terrein對莧科、馬齒莧科、豆科和禾本科雜草表現出了顯著的除草效果。同時，首次發現了該類化合物的抗卵菌作用。轉錄組學和qRT-PCR結果表明，(+)-terrein能加速植物器官衰老，并引起植物解毒反應。構效關系研究表明，環戊烯酮中的α,β-不飽和酮和側鏈共軛體系，以及五元環鄰二醇的構型是影響除草活性的關鍵。通過結構修飾和改造，有望開發成為新型微生物源除草劑（論文1）。由于環戊烯酮同時具有廣譜的抗菌活性，團隊與合作者將(+)-terrein用戊二醛嫁接到反滲透聚酰胺膜上，形成薄層復合（Terrein-PA）膜，這種膜具有更好的透水性，防污和抗菌性能。與傳統的反滲透膜相比，Terrein-PA膜具有更好的滲透性能，同時兼具抗菌效果，由于使用天然的(+)-terrein，比氯處理對人體健康更安全（論文2）。

團隊前期開發了新型微生物共培養菌劑，在蔬菜和煙草等經濟作物上開展了大面積的示范，然而，兩種生防菌棘孢木霉和枯草芽孢桿菌的互作機制還不清晰。團隊運用多組學聯用及生化試驗驗證的方法，揭示了共培養菌株的競爭性互作機制，通過共培養可干擾細胞穩態，抑制棘孢木霉ATP酶活性，降低ATP含量，促進枯草芽孢桿菌芽孢形成，并促進兩株菌抗菌代謝物的產生。研究為新型共培養菌劑的進一步推廣應用提供了理論支撐（論文3）。

煙草所與云南農業大學聯合培養王偉博士和煙草所徐康文博士為論文1的共同第一作者，碩士研究生李清鈺為論文3的第一作者，趙棟霖副研究員和張成省研究員為論文1和3通訊作者，趙棟霖副研究員和青島科技大學宋娜博士為論文2的通訊作者。相關研究得到了國家自然科學基金、青島市自然科學基金、中國煙草總公司和貴州省煙草公司項目的資助。

新型農業微生物活性物質研究示意圖

微生物共培養菌劑的互作機制示意圖