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小麦赤霉病（FHB）是由多种镰刀菌联合造成的真菌病害,不仅降低小麦产量,造成经济损失,而且收获的籽粒中还含有大量的镰刀菌毒素,影响食品安全。近年来,利用具有特异性抑菌效果的微生物及其次生代谢产物进行生物防治,越来越受到重视。分离筛选对镰刀菌产生高效抑制作用的新菌株,并开发出可用于生产的生防菌剂,具有重要理论和实践意义。本研究结合生物信息学和功能基因组学,基于拮抗物质的生物合成基因序列进行高通量菌株筛选,为赤霉病的防治提供更多具有抑菌潜力的优良菌株,为进一步拮抗物质的鉴定和研究拮抗机制提供更加快速完善的方法。本研究以脂肽类物质（表面活性素surfactin、丰原素fengycin和伊枯草菌素iturin）合成基因簇中保守基因序列为模板设计引物,采用实时定量PCR反应检测1342株细菌菌株的解链温度Tm值,筛选携带4种脂肽合成基因的细菌菌株;以禾谷镰刀菌Fusarium graminearum（F.g）PH-1为指示菌,利用平板对峙法和牛津杯法测定初筛得到的不同菌株在不同发酵培养基条件下的抑菌活性,筛选抑菌作用强的菌株。以吩嗪类物质合成基因phz E的保守基因序列为模板设计引物,采用实时定量PCR反应和凝胶电泳结果相结合的方法,测定不同菌株的phz E基因表达水平,筛选具有吩嗪合成潜力的菌株。通过形态学观察、16S r RNA和gyr B基因分析,鉴定拮抗菌株。采用平板对峙法测定拮抗菌株对8种镰刀菌的抑菌圈宽度,利用大孔吸附树脂法和溶剂萃取法提取拮抗物质,采用牛津杯法测定拮抗提取物对F.g的抑菌圈直径。研究菌株对F.g的拮抗机制。采用含药平板法测定不同浓度的拮抗菌发酵液提取物对F.g的抑制率,计算半最大效应浓度(EC50);用提取物处理F.g培养液,显微观察对F.g孢子和菌丝形态的影响,测定产孢数量和孢子萌发率;采用碘化丙啶（PI）染色试验,荧光显微镜观察提取物对F.g细胞膜通透性的影响。分别采用分光光度法和LC-MS测定F.g菌丝中保护酶活性的变化及其培养液中脱氧雪腐镰刀菌烯醇（Deoxynivalenol,DON）含量;采用LC-TOF-MS鉴定提取物中的拮抗物质;测定并分析拮抗菌株的全基因组信息,从基因层面验证其脂肽合成能力。在番茄果皮和小麦上进一步验证拮抗菌株对F.g的生防效果。主要研究结果如下:（1）从1342株菌株中初步筛选出155株携带4种脂肽合成基因的细菌,菌株7D3在牛肉膏蛋白胨培养基中发酵液抑菌效果最强,平均抑菌圈宽度与OD600的比值为15.33;7D3鉴定为解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）。7D3菌株对8种镰刀菌均具有抑菌活性,抑菌圈宽度和菌落半径的比值均在1.95以上,具有较广的抑菌谱;正丁醇提取物的抑菌圈直径最大,为17.30 mm,选择正丁醇萃取作为提取7D3拮抗物质的溶剂。7D3提取物对F.g菌株生长的EC50为75.09μg/m L,4×EC50浓度的7D3提取物抑制F.g的产孢能力,抑制率为85.67%,孢子基本不萌发,萌发率小于1%;7D3提取物导致F.g孢子和菌丝畸形,破坏细胞膜的通透性。7D3提取物引起F.g菌丝体中过氧化物酶（POD）活性增加,过氧化氢酶（CAT）和超氧化物歧化酶（T-SOD）活性降低,能够抑制DON毒素的产生;7D3提取物中存在surfactin、iturin A和Bacilysin等脂肽类物质,具有生产抗真菌脂肽的潜在能力,其基因组中有5个基因簇参与脂肽的生物合成,进一步证实了该筛选方法的可行性。（2）从1342株菌株中筛选出一株具有吩嗪合成潜力的菌株S-1,经鉴定菌株S-1为铜绿假单胞菌Pseudomonas aeruginosa;大孔吸附树脂中XAD-1180N型对拮抗物质吸附效果较强,抑菌圈直径为8.50 mm,选择其作为S-1拮抗物质的树脂种类。S-1提取物能抑制F.g的生长,EC50为22.86μg/m L,4×EC50浓度提取物抑制F.g产孢能力,抑制率达93.42%,完全抑制孢子的萌发;S-1提取物增加细胞膜通透性,导致菌丝顶端膨大,POD、T-SOD、CAT活性下降,降低DON毒素的产量;S-1拮抗物质主要为绿脓素（PYO）、吩嗪-1-酰胺（PCN）,推测菌株S-1主要通过分泌PCN来抑制F.g;S-1具有16个次级代谢产物合成基因簇,其中合成吩嗪物质的有2个,从基因层面表明S-1菌株具有生防潜力,再次证明了基于基因信息的菌株筛选方法的可靠性。（3）7D3和S-1菌液及其提取物喷涂果皮,在番茄果实上接种F.g,观察7D3和S-1菌株在番茄果实上的定殖和禾谷镰刀菌的侵染情况;用盆栽试验测定生防菌株7D3和S-1对小麦赤霉病菌的防治效果,通过LC-MS测定小麦籽粒中DON含量。结果表明,生防菌株7D3和S-1能够定植于番茄果实表皮,抑制禾谷镰刀菌的侵染保护果实;菌株7D3菌液和提取物处理组小麦赤霉病的发病率仅为30.32±12.84%和24.87±14.57%,菌株S-1菌液和提取物处理后仅为45.08±9.68%和51.35±15.82%,均明显低于对照组FHB的87.50±9.31%～89.40±14.17%,菌株7D3和S-1均有良好的生防效果,处理组小麦中镰刀菌DON毒素含量为0.94～1.49μg·g-1,均显著低于对照的1.58μg·g-1,菌株7D3和S-1具有良好的防治小麦赤霉病的应用潜力。该论文有图69幅,表12个,参考文献114篇。