二态性柄细菌(dimorphic prosthecate bacteria, DPB)是一类通过不对称分裂方式繁殖的原核生物，可产生2种在形态与功能上高度分化的子代细胞。这一独特的生活史策略使其在营养匮乏环境中占据竞争优势，并成为研究细菌发育调控、形态进化与生态适应的理想模型。本文系统梳理了该类群的分类学进展、生活史调控的分子机这一独特的生活史策略，使其在营养匮乏环境中占据竞争优势，并因而成为研究细菌发育调控、形态进化与生态适应的理想模型。本文系统梳理了该类群的分类学进展、生活史调控的分子机制、广泛的生态分布及其环境适应策略，并探讨了其在环境修复与生物技术领域的应用潜力。最后，本文结合当前研究现状，对未来研究方向进行了展望，为深入理解该类细菌的生物学特性与开发其应用价值提供参考。

目的 克隆表达来自阴沟肠杆菌GX-3中注释为糖苷水解酶家族3的β-木糖苷酶，并深入探究其酶学特性。针对该酶木糖耐受性较低的问题，对相关氨基酸残基进行分子改造以提高其木糖耐受性。 方法 根据阴沟肠杆菌GX-3基因组中注释为糖苷水解酶家族3的β-木糖苷酶序列设计引物，通过PCR扩增目的基因，以pQE30为载体构建重组质粒，将其转化至大肠杆菌M15中进行诱导表达，采用镍亲和层析法纯化重组酶，研究重组酶的酶学性质，并对木糖耐受性相关的氨基酸残基进行定点突变。 结果 从阴沟肠杆菌GX-3中成功克隆出属于糖苷水解酶家族3的β-木糖苷酶基因，并实现了在大肠杆菌中的异源表达。底物特异性分析表明，重组酶EXYL是一种多功能酶，具有β-木糖苷酶、β-葡萄糖苷酶和α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶3种酶活性。重组酶的最适底物为对硝基苯基-β-D-吡喃木糖苷(p-nitrophenyl-β-D-xylopyranoside, pNPX)，其最适pH和温度分别为5.5和45 ℃，K_m和V_max值分别为(0.73±0.06) mmol/L和(130.00±6.85) μmol/(mg·min)，木糖的抑制常数K_i值为(51.95±2.36) mmol/L。当重组酶EXYL作用于木寡糖(X3-X5)时，主要产物为木糖和木二糖，产量各约占50%。对EXYL木糖耐受性相关的氨基酸位点进行定点突变，获得正向突变体W138C和W138A，突变酶W138C和W138A的木糖耐受性分别提高了2.38倍和1.83倍。 结论 本研究为探究β-木糖苷酶的多功能酶活性提供了参考，也为增强GH3家族β-木糖苷酶的木糖耐受性提供了新的思路。

古巴新拟盘多毛孢菌(Neopestalotiopsis cubana Maharachch.)是番石榴(Psidium guajava L.)叶斑病和果实轮纹病的主要病原。ADP-核糖基化因子样蛋白8 (ADP-ribosylation factor-like protein 8, Arl8)属于ADP-核糖基化因子家族(ADP-ribosylation factor, Arf)超家族，与溶酶体(定位、迁移、融合)功能相关。目前，Arl8在植物病原真菌中的功能尚未明确。 目的 解析Arl8在古巴新拟盘多毛孢菌中的功能。 方法 从古巴新拟盘多毛孢菌基因组中筛选出一个Arl8基因，命名为NecArl8。采用规律成簇的间隔短回文重复序列系统及相关蛋白9 (clustered regularly interspaced short palindromic repeats, CRISPR-associated 9, CRISPR/Cas9)基因编辑技术构建NecArl8基因敲除突变体(ΔNecArl8)及回补菌株(ΔNecArl8-C)，并通过表型实验和RNA-seq转录组测序进行分析。 结果 与野生型相比，ΔNecArl8产孢量下降34.93%，盐胁迫和渗透压胁迫抑制率分别显著提高5.74%和7.39%，致病力显著下降(病斑直径平均缩小5.74 mm)，耐氧化胁迫能力显著增强(抑制率为-19.22%)，且长期培养后产生大量空泡细胞。对ΔNecArl8与野生型菌株进行RNA-seq测序，差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)分析结果表明，显著下调基因2 330个，显著上调基因1 355个。基因集富集分析(gene set enrichment analysis, GSEA)表明液泡跨膜转运蛋白广泛受到抑制，16个真菌型液泡相关蛋白表达量显著下降，说明液泡的结构与功能完整性受到显著影响。逆转录实时荧光定量PCR (reverse transcription quantitative PCR, RT-qPCR)验证结果表明，随机选取的9个基因的表达水平与转录组测序数据趋势一致，表明该转录组数据具有较高的可信度。 结论 NecArl8可能通过调控跨膜转运功能进而影响古巴新拟盘多毛孢菌对番石榴的致病力，可为探究该菌的致病机理及建立新的防治策略奠定理论基础。

水杨酸(salicylic acid, SA)是一种重要的酚类化合物，在植物防御反应中发挥核心作用，并因其具有显著的抗炎、抗菌等生物活性而被广泛应用于医药、化妆品及日用化学品领域。目前，水杨酸的生产主要依赖植物提取和化学合成法，存在过程繁琐、环境污染严重以及对石化原料依赖性高等问题。随着合成生物学、代谢工程和人工智能技术的快速发展，利用机器学习算法辅助设计、自动化平台驱动迭代的智能化微生物细胞工厂实现水杨酸的绿色合成已成为替代传统生产方式的重要研究方向。本文系统综述了水杨酸的微生物合成路径，以“智能化”设计为主线，重点总结了在人工智能与合成生物学工具的驱动下天然产水杨酸微生物资源的发掘与利用、在模式微生物中理性重构与优化水杨酸合成途径的智能代谢工程策略、提升产量的关键智能化技术及其面临的挑战，并对该领域的未来发展趋势进行了展望。

水稻作为全球种植面积最广、总产量最高的作物之一，其产量稳定性直接关系到全球粮食安全。作为典型的菌根作物，水稻根系被丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizas fungi, AMF)定殖后，生长态势与抗逆性显著提升；而根际细菌作为根际微生态的另一重要生物类群，与AMF的协同作用为优化水稻生产提供了重要途径。本文综述了AMF与根际细菌的互作研究进展，明确二者通过协同效应，在促进水稻生长、提升养分吸收效率、增强环境耐受性等方面发挥核心作用，对维持根际生态平衡与生物多样性具有重要意义。然而，现有关于二者协同效应的研究多在受控条件下开展，难以适配自然田间环境的复杂性。基于此，本文提出针对性建议：借助宏基因组等多组学、同位素示踪等技术手段解析AMF-细菌互作的分子机制；应用上应开展长期的田间定位试验，筛选出优良的符合菌剂；优化调控条件实现AMF的规模化繁殖；突破AMF大田繁殖的瓶颈，为推动该技术在农业生产中的实际应用提供理论支撑。

目的 针对脱发治疗维持性差、长期用药受限等问题，本研究利用体外人真皮乳头细胞(human dermal papilla cells, HDPCs)模型和休止期C57BL/6小鼠模型，研究植物乳植杆菌(Lactiplantibacillus plantarum) CCFM1352发酵代谢产物及菌体组分对毛囊周期的调控作用及相关机制。 方法 体外以不同浓度的CCFM1352发酵代谢产物或菌体裂解物处理HDPCs，检测细胞活力及Wnt/β-catenin、生长期与退行期转换、细胞凋亡相关分子的表达水平；体内于休止期C57BL/6小鼠连续口服发酵代谢产物或灭活菌体21 d，评估毛发覆盖率、毛囊形态结构及相关信号分子的变化。 结果 体积分数为10%的CCFM1352发酵代谢产物可将HDPCs活力提升至135.30%，并上调Wnt10b、FGF-7表达，下调DKK1、TGF-β1表达，同时伴随Bcl-2上调与Bax下调，整体呈现有利于毛囊生长期的分子信号变化。体内实验表明，连续口服CCFM1352发酵代谢产物可促进毛囊由休止期向生长期转变，毛发覆盖率提高至61.62%，毛囊密度和真皮厚度显著增加，同时增强β-catenin积累及核转位。相比之下，菌体组分在体内外模型中的调控作用整体较弱，仅在部分指标上表现出有限改善。 结论 CCFM1352发酵代谢产物可通过调节Wnt/β-catenin信号通路相关分子，以及FGF-7、TGF-β1、Bcl-2、Bax等关键因子的表达促进毛囊由休止期向生长期转变，在毛发健康维护方面具有潜在应用价值。本研究为益生菌来源生物活性代谢产物在毛发健康领域的开发利用提供了实验依据。

目的 为克服传统单菌发酵成本高、底物利用单一等局限，基于资源互补原理的菌-藻共培养技术为四氢嘧啶(ectoine)生产提供了一条极具潜力的新途径。本研究通过探究伪盐生杜氏藻(Dunaliella pseudosalina) ZBY-1与坎帕尼亚盐单胞菌(Halomonas campaniensis) XH26的混合培养条件与四氢嘧啶产量变化，明确菌株XH26与藻株ZBY-1共培养后四氢嘧啶的代谢调控机制。 方法 采用不同接种比例(1:0，1:5，1:10，1:15，1:20)进行菌株XH26与藻株ZBY-1共培养，筛选四氢嘧啶产量最高的接种比例。设置混合培养实验组[H group (H)]、菌对照组[XH26 group (X)]和藻对照组[ZBY-1 group (D)]进行靶向代谢组学测序，并分析显著差异代谢物。 结果 菌-藻比为1:15时，菌株的四氢嘧啶产量最高，而藻株各色素含量均低于其单独培养对照组。代谢组学分析共筛选出15个(H vs. D)、16个(H vs. X)和16个(X vs. D)显著差异代谢物，包括L-丙氨酸、L-天冬酰胺、L-天冬氨酸、L-苯丙氨酸、苹果酸和丙酮酸等。KEGG代谢通路富集分析表明，丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢，乙醛酸和二羧酸代谢，精氨酸生物合成等途径发生了显著变化。 结论 混合培养体系呈现“菌体增殖、藻体受抑”的非对称模式。共培养体系显著激活了细菌的中心碳代谢网络，胞内天冬氨酸和谷氨酸显著积累，二者分别作为四氢嘧啶的直接碳骨架和氨基供体，有效促进了四氢嘧啶的高效合成。

目的 氰钴胺(cyanocobalamin, CN-CbI)需转化为腺苷钴胺(adenosylcobalamin, Ado-CbI)才能发挥神经保护作用，但在慢性睡眠剥夺(chronic sleep deprivation, CSD)等状态下其转化效率受限。本研究旨在筛选出能够高效转化CN-CbI为Ado-CbI，并协同发挥神经保护作用的菌株。 方法 通过超高效液相色谱(UPLC)筛选获得能将CN-CbI转化为Ado-CbI的菌株——副格氏乳杆菌CCFM1526；建立CSD小鼠模型，采用新物体识别实验和Morris水迷宫实验评价小鼠的认知功能，通过组织病理学观察海马DG区神经元结构；测定组织中维生素B₁₂ (vitamin B₁₂, VB₁₂)含量，并检测ERK/mTOR信号通路及相关神经蛋白的表达，以评价发酵液的神经保护机制。 结果 与单纯补充CN-CbI相比，CCFM1526发酵液显著提升了小鼠的认知能力，减轻了海马DG区神经元结构损伤。发酵液干预使小鼠肝脏、血清和脑中的总维生素B₁₂含量分别提升10.2%、16.3%和29.0% (P<0.05)，并激活了ERK/mTOR信号通路，使髓鞘碱性蛋白、突触后致密蛋白95、脑源性神经营养因子及神经生长因子的含量分别增加21.5%、52.4%、17.3%和19.7% (P<0.05)。 结论 副格氏乳杆菌CCFM1526通过发酵将CN-CbI转化为Ado-CbI，进而通过激活ERK/mTOR信号通路，上调神经营养与髓鞘修复相关蛋白的表达，从而缓解CSD诱导的神经损伤。

目的 以深色有隔内生真菌(dark septate endophyte, DSE)广西枝孢瓶霉(Cladophialophora guangxiense) HX2为研究对象，制备对番茄青枯病具有显著防治效果的HX2厚垣孢子可湿性粉剂。 方法 通过单因素试验筛选可湿性粉剂的载体、润湿剂、分散剂及紫外保护剂种类与用量，采用盆栽试验评价了4种浓度(T1：1×10⁸ CFU/mL；T2：1×10⁷ CFU/mL；T3：1×10⁶ CFU/mL；T4：1×10⁵ CFU/mL)浸种番茄种子30 min后，对番茄植株生长、番茄青枯病防治效果以及过氧化物酶(peroxidase, POD)、多酚氧化酶(polyphenol oxidase, PPO)、苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonialyase, PAL)、过氧化氢酶(catalase, CAT)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD) 5种防御酶活性的影响。 结果 单因素试验结果表明，最佳配方为厚垣孢子浆25%，分散剂聚乙二醇(polyethylene glycol, PEG8000)和润湿剂吐温-60 (质量比为1:3)总用量8%，紫外保护剂抗坏血酸(ascorbic acid, VC) 0.5%-1.5%，并以白炭黑为载体配齐100%。按此配方制备的可湿性粉剂中厚垣孢子含量为2.35×10⁸ CFU/g，润湿时间为24.25 s，悬浮率为73.8%，pH为5.71，含水量为16.67%，细度为98.81%，各项指标均符合《农用微生物菌剂》国家标准(GB 20287—2006)。盆栽试验结果显示，T2浓度处理促生效果显著，根长、株高、茎粗、鲜重、干重分别较对照增加47.39%、31.82%、24.64%、89.45%、90.97%；接种病原30 d后对番茄青枯病防效达50.9%，显著高于哈茨木霉处理，并能显著提升5种防御酶活性。 结论 本研究成功制备的HX2厚垣孢子可湿性粉剂对番茄青枯病具有显著防效，可为该制剂的规模化推广应用提供技术支撑。

目的 靶向挖掘深海链霉菌(Streptomyces sp.) NA13中环八肽类化合物surugamides并筛选其生物活性。 方法 结合基因组挖掘与LC-MS/MS分子网络分析，从深海链霉菌NA13中识别环肽类化合物，用天然产物化学手段分离与鉴定surugamides，并测定其抗菌活性及对水稻和玉米的促生长作用。 结果 分离和鉴定4个环八肽化合物(surugamides A、B、D、E)，生物活性筛选结果表明，它们均能显著促进玉米和水稻幼苗根或茎的生长，其中surugamide A在0.1 μmol/L浓度下对玉米的促生根效果尤为突出。 结论 本研究发现surugamides类化合物促进植物生长的新功能，为开发新型海洋微生物源植物生长调节剂提供了候选活性成分。