生防菌在植物根际的定殖能力对其环境适应性及生防效果具有重要意义。为研究生防菌在植物根际定殖的分子机制,本研究以荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)2P24为例,在实验室中建立了该菌在小麦根际适应性进化系统,以模拟自然的进化过程,并Compound 3说明书追踪其基因组的变化情况。经过对4条独立进化线中8个生长周期的根际细菌群落进行的全基因组测序及单核苷酸多态性分析(SNP-calling),共发现28个单核苷酸突变,其中8个基因在至少2条不同的进化线中出现突变,且随着生长周期延长,突变比例逐渐升高,猜测其可能与该菌在小麦根际的竞争性定殖能力相关。在上述候选基因中,鞭毛数目相关基因fleN在4条进化线的后期均发生了突变,且部分突变频率高达50%。实验结果显示上述fleN突变菌株相较于2P24祖先菌鞭毛数目略有增多,运动性及产生物被膜能力显著提高,同时在小麦根围的竞争性定殖能力提升了2～5倍。已有研究报道FleN蛋白是鞭毛转录调节因子FleQ的抗激活剂(Antiactivator),FleN通过与FleQ互作降低其ATPase活性,从而调控细菌鞭毛基因的表达。本研究实验结果显示,FleN蛋白突变体的结构发生改变,与FleQ的互作下降,对FleQ的ATPase活性抑制程度降低。综上所述,生防菌假单胞菌2P24在适应小麦根际环境的过程中,快速进化出定殖能力更强的多鞭毛突变体菌株,fleN基因负责上述鞭毛数量的精细调控。本研究建立的适应性进化系统可为hepatolenticular degeneration多种环境下的竞争性定殖提供参考,同时为筛选和改造更高效PLX-4720试剂的生防菌株提供新思路和新方法。