本文档属于类型a，即报告了一项原创研究。以下是对该研究的学术报告：
本研究由Kihyun Kim、Yoonji Lee、Areum Ha、Ji-In Kim、Ae Ran Park、Nan Hee Yu、Hokyoung Son、Gyung Ja Choi、Hae Woong Park、Chul Won Lee、Theresa Lee、Yin-Won Lee和Jin-Cheol Kim共同完成。这些作者分别来自韩国的全南大学、首尔国立大学、韩国化学技术研究院、韩国食品研究院和国立农业科学院。该研究于2017年11月27日发表在《Frontiers in Plant Science》期刊上。
本研究的主要科学领域是植物与微生物的相互作用，特别是针对由禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum）引起的小麦赤霉病（Fusarium Head Blight, FHB）的生物防治。FHB是一种全球性的小麦病害，不仅导致严重的产量损失，还会产生多种镰刀菌毒素，如脱氧雪腐镰刀菌烯醇（Deoxynivalenol, DON），对人类和动物健康构成威胁。传统的化学杀菌剂虽然有效，但存在成本高、残留毒性、病原体抗药性等问题。因此，开发基于拮抗细菌的生物防治策略成为研究热点。
本研究的背景知识包括：1）禾谷镰刀菌的生物学特性及其对小麦的危害；2）化学杀菌剂在FHB防治中的局限性；3）芽孢杆菌（Bacillus spp.）作为生物防治剂的潜力，特别是其产生的环状脂肽（Cyclic Lipopeptides, CLPs）如伊枯草菌素（Iturin A）、芬荠素（Fengycin）和表面活性素（Surfactin）的抗菌活性。
本研究的目的是：1）筛选出对禾谷镰刀菌具有强拮抗活性的细菌菌株；2）评估这些菌株在控制FHB中的效率；3）通过表征其生物防治机制，提高其应用价值。
本研究包括以下主要步骤：
菌株筛选与鉴定：从韩国四个地区的番茄、辣椒和洋葱根际土壤中分离出500株细菌，通过双重培养法筛选出对禾谷镰刀菌具有抑制活性的菌株。最终筛选出五株具有显著抑制效果的菌株，其中JCK-12菌株的抑制活性最强。通过16S rRNA、gyrase subunit A (gyrA)和reca基因序列分析，JCK-12被鉴定为解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）。
拮抗活性评估：通过双重培养法评估JCK-12对多种植物病原真菌的抑制活性，包括稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）、灰霉菌（Botrytis cinerea）等。结果显示，JCK-12对这些真菌均表现出广谱抗菌活性。
环状脂肽的提取与纯化：通过发酵培养、离心、过滤和色谱分离，从JCK-12菌株中提取并纯化了三种环状脂肽：伊枯草菌素、芬荠素和表面活性素。通过高效液相色谱（HPLC）和电喷雾串联质谱（ESI-MS/MS）分析，确认了这些化合物的结构。
环状脂肽的抑菌活性测试：通过孢子萌发抑制实验，评估了这三种环状脂肽对禾谷镰刀菌的抑制效果。结果显示，伊枯草菌素单独使用时表现出显著的抑制活性，而芬荠素和表面活性素单独使用时无明显效果。然而，三者混合使用时表现出显著的协同抑制作用。
细胞膜通透性研究：通过碘化丙啶（PI）染色实验，研究了JCK-12提取物对禾谷镰刀菌细胞膜通透性的影响。结果显示，JCK-12提取物显著增加了真菌细胞膜的通透性，导致细胞死亡。
温室和田间试验：在温室和田间条件下，评估了JCK-12发酵液和其可湿性粉剂（WP20）对FHB的防治效果。结果显示，JCK-12发酵液和WP20均能显著降低FHB的发病率和严重程度，特别是在与化学杀菌剂混合使用时，表现出更强的协同防治效果。
本研究表明，解淀粉芽孢杆菌JCK-12菌株及其产生的环状脂肽具有显著的抗真菌活性，能够有效控制由禾谷镰刀菌引起的小麦赤霉病。特别是，JCK-12与化学杀菌剂混合使用时，表现出协同防治效果，可作为化学杀菌剂的增敏剂，降低化学杀菌剂的使用量，减少病原体抗药性和环境污染。此外，JCK-12还能减少镰刀菌毒素的产生，具有重要的食品安全意义。
本研究的田间试验结果表明，JCK-12菌株在实际农业生产中具有潜在的应用价值，特别是在小麦赤霉病的防治中。此外，JCK-12还能减少镰刀菌毒素的产生，进一步提高了其食品安全价值。