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油桐（Vernicia fordii）是我国四大木本油料植物之一,所生产的桐油是世界上最优质的干性植物油之一,传统用作涂料、油漆,现用于大规模集成电路板的浸渍材料,在航天科工、电子科技、医疗卫生上有着不可或缺的用途。作为油桐的主产国和原产地,我国油桐栽培利用历史悠久。但由尖孢镰刀菌油桐专化型（Fusarium oxysporum f.sp.fordiis,Fof-1）造成的油桐枯萎病（俗称“桐瘟”）,已在全国8个省份90多个县市发生病害,对油桐产业造成毁灭性破坏,经济损失巨大,严重威胁着全国近百万公顷的油桐林。植物枯萎病是植物十大真菌病害之一,已对全世界120余种植物栽培种发生危害,目前尚无有效防治措施,特别是生物防治有效菌株缺乏。作为林木,油桐杂交和分子抗性育种耗时长、难度大;化学防治易产生农药残留并且污染环境,而微生物防治具有生态、持续、高效等优点。我们前期在油桐枯萎病林发现大面积的油桐出现感染枯萎病的症状,但是极少部分油桐植株生长正常、没有发病。为提供有效生防菌株以防治油桐枯萎病,本研究以感、抗枯萎病油桐植株为研究对象,首先分析感、抗病油桐根际微生物群落结构;从油桐根中分离和鉴定油桐枯萎病拮抗菌,获得了油桐枯萎病拮抗菌伯克氏菌Burkholderia arboris,命名为Ba1,并进一步分析伯克氏菌Ba1的拮抗能力和拮抗化合物。取得的主要研究结果如下:（1）感、抗油桐根际微生物结构差异显著,伯克氏菌是抗病油桐根际主要富集拮抗菌之一。在油桐枯萎病区采集感、抗枯萎病的油桐根,收集根际土,进行细菌和真菌高通量测序,油桐根际土微生物群落结构分析结果显示,病原菌镰刀菌属（Fusarium sp.）可以显著区分感、抗病油桐组,进一步发现拮抗菌伯克氏菌（Burkholderia sp.）可以区分感病和抗病油桐组。同时取感病油桐区的土壤种植易感枯萎病的杨树（Populus deltoides×P.euramericana）、番茄（Solanum lycopersicum）以及拮抗枯萎病的水稻（Oryza sativa）、玉米（Zea mays）,对这四种植物根际土菌群结构分析发现,镰刀菌属以及伯克氏菌属可以显著区分这两组植物,伯克氏菌在具有拮抗枯萎病能力的水稻和玉米根际显著富集。（2）油桐枯萎病拮抗菌伯克氏菌Ba1的分离和鉴定。用特定的培养基-MEA培养基（含双抗）从油桐根和根际土中分离、筛选拮抗菌,发现伯克氏菌分离数量远超其他拮抗菌,并且伯克氏菌菌株拮抗效果优于其他拮抗细菌。通过特异性16S r RNA引物PCR扩增并初步鉴定为Burkholderia arboris,将其命名为Ba1;进一步构建伯克氏菌属内的系统进化树,发现Ba1属于伯克氏菌群（Burkholderia cepacia complex,Bcc）,Bcc是伯克氏菌属内紧密相关的菌种,在促进植物生长、生物防治植物病虫害和生物修复方面的生物技术应用得到了广泛的研究。建立了从油桐根和根际土中快速高效分离伯克氏菌的方法,将分离鉴定到的伯克氏菌菌种进行专利保藏,保藏号为CGMCC No.16905。（3）伯克氏菌Ba1对枯萎病菌等多种植物病原菌有拮抗作用。对分离的伯克氏菌拮抗能力进行了测定,通过对峙实验发现伯克氏菌Ba1对油桐枯萎病菌（F.oxysporum f.sp.Fordiis,Fof-1）、黄瓜枯萎病菌（F.oxysporum f.sp.cucumerium）、果生链核盘菌（Monilinia fructigena）、稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）、禾谷镰刀菌（F.graminearum）等植物病原真菌都具有明显拮抗效果。光学显微镜观察发现Ba1对峙条件下引起Fof-1菌丝孢子异常。通过伯克氏菌菌剂单因素实验确定伯克氏菌Ba1拮抗菌剂为King A以及King A+Fe3+培养基,将菌剂浸泡油桐种子的萌发实验发现,King A培养基可以促进种子的萌发。（4）伯克氏菌Ba1产生哌嗪二酮类和吡咯并吡嗪酮类具有拮抗作用的化合物。首先通过隔板实验确定伯克氏菌Ba1发挥抑菌作用不是通过产生挥发性物质;其次,对峙实验结果表明,伯克氏菌Ba1非挥发性的粗提物对油桐枯萎病菌具有抑制作用。进一步通过超高效液相串联飞行时间质谱（UPLC-MS-MS）分析Ba1的粗提物,初步确定化合物类型;进一步利用化合物的相应标品进行液相质谱（LC-MS）鉴定,确定伯克氏菌产生了9个化合物,属于哌嗪二酮类化合物（Diketopiperazines,DKPs）和吡咯并吡嗪酮类化合物。施加纯化的DKPs发现,DKPs对油桐枯萎病病菌具有很显著的抑菌效果,DKPs类化合物被报道具有抗细菌、抗真菌、抗病毒、抗肿瘤、抗疟疾等多种生物活性,吡咯并吡嗪酮类化合物具有消炎和抗肿瘤活性。这两类化合物生物合成途径主要为非核糖体肽合成酶（Non-ribosomal peptide synthases,NRPSs）途径;基于Ba1全基因组测序和分析,找到参与这两类抑菌化合物合成的NRPSs途径的3个基因簇,位于Ba1基因组1号scaffold中的44个基因和39个基因,以及2号scaffold上50个基因,具体合成机制有待于进一步研究。