根際微生物被看作植物的第二基因組，對植物的生長和健康發揮著重要的作用，芽孢桿菌類根際促生菌（PGPR）由于具有根系促生、土傳病原菌拮抗、貨架期長等特點，以及在宿主植物根表形成生物膜而近距離“貼身”發揮益生功能等特性，是微生物肥料的主要生產菌種，占我國目前登記的六千多個生物肥料產品中生產菌種的75%以上，在農業綠色發展中意義重大。

　　資環學院土壤微生物與有機肥團隊張瑞福課題組前期發現，在微生物肥料生產中廣泛使用的解淀粉芽孢桿菌SQR9（目前解淀粉芽孢桿菌被更名為貝萊斯芽孢桿菌）分泌的脂肽類抗生素桿菌霉素（Bacillomycin D）具有作為武器拮抗土傳尖孢鐮刀菌和作為信號調控其本身生物膜形成的雙重功能，該研究2013年發表在微生物學領域國際知名期刊《Applied 和 Environmental Microbiology》(Xu et al. 2013)，因其新穎性被編輯推薦為當期亮點文章（Spotlight Article），并寫了“一種抗生素能同時作為殺菌武器和有益菌根際定殖信號（An antibiotic that acts as both a weapon 和 a signal for a beneficial rhizospherebacterium）”的推薦評語，該文目前被引用82次。

　　但是對Bacillomycin D調控菌株SQR9生物膜形成和根際定殖的分子機制當時未知。經過幾年研究，國際著名期刊Cell子刊《Cell Reports》2019年10月29日正式發表了課題組最新研究成果“Antibiotic bacillomycin D affects iron acquisition 和 biofilm formation in Bacillus velezensisthrough a Btr-mediated FeuABC-dependent pathway”。揭示了Bacillomycin D能與細胞膜鐵離子轉運通道FeuABC的調控蛋白Btr特異性結合，并激活feuABC基因的表達，從而提高胞內鐵離子濃度，增加胞內NAD+/NADH的比值，通過呼吸鏈細胞色素末端氧化酶激活跨膜組氨酸激酶KinB，再經由信號傳遞鏈Spo0A-SinI-SinR調控了胞外生物膜基質合成相關基因的表達。該研究不僅深入闡釋了抗生素BacillomycinD調控生物膜形成的分子機制，還系統分析了該抗生素在植物根際的“多重功能”，其生物特性有利于產生菌多細胞階段的生長和與其他根際微生物的鐵離子競爭。

　　本研究由國家自然科學基金、973項目和國家重點研發計劃等資助，資環學院徐志輝副教授為該論文的第一作者，土壤微生物和有機肥團隊張瑞福教授為通訊作者，課題組博士生張慧慧、劉妍、孫新麗以及馮海超博士、荀衛兵副教授、張楠副教授、沈其榮教授參與了該研究，斯洛文尼亞University of Ljubljana的M和ic-Mulec教授參與了結果分析和文章撰寫。

　　微生物肥料產業近年來雖然蓬勃發展，但是在肥料行業中占比仍然較小，優異菌種的選育和田間效果的穩定性等仍是制約微生物肥料發展的關鍵問題。對根際益生菌的植物益生機理缺乏深入理解，難以在生產上建立起科學的菌種選育標準；根際益生菌在復雜根際環境的競爭定殖是決定其田間效果穩定性的關鍵因素，對根際益生菌的根際定殖過程和調控機制缺乏深入認識，難以為穩定其田間效果提供理論指導和技術支撐；根際微生物組結構和功能研究國際上方興未艾，基于充分挖掘根際微生物組功能的作物育種策略和田間管理措施還處于探索階段。

　　針對以上關鍵科學問題，課題組從根際益生菌個體和根際微生物組群體兩個方面，揭示了典型根際益生菌促進植物生長、增強植物耐逆、誘導植物系統抗性的作用機理；系統闡明了其根際趨化定殖的分子調控機制與信號分子網絡；分析了根際微生物組裝配的驅動因素、裝配過程和功能特點。研究成果揭示了典型根際益生菌趨化定殖和植物益生的新機制，提出了根際微生物組裝配的新理論，促進了根際益生菌的利用和微生物肥料的發展，課題組近年來在Nature Communications、Microbiome、Cell Reports、Current Opinion in Microbiology、Environmental Microbiology、Molecular Plant-Microbe Interactions、Soil Biology & Biochemistry、Journal of Proteomic Research、Applied 和 Environmental Microbiology，Journal of BiologicalChemistry等國際著名期刊發表SCI論文55篇，研究成果受到國際同行廣泛關注，被引用2000余次，三篇論文入選ESI高被引論文。（世界農化網）