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本研究以番茄（Solanum lycopersicum）为实验材料,研究植物内生芽孢杆菌对南方根结线虫（Meloidogyne incognita）的防治效果及其作用机制。筛选到3株有较强线虫致死活性的内生细菌,经观察菌落形态,显微结构特征,16S rDNA和gyrB基因扩增及聚类分析,确定3株内生细菌分别为Bacillus cereus BCM2,B.cereus SZ5和B.altitudinis CCM7。采用链霉素标记的方法构建抗性突变株,通过伤根接种、组织研磨、稀释涂布的方法测定3株内生细菌在番茄根内50 d的定殖动态。结果表明,3株内生细菌在根内的数量在50 d内均维持在103cfu/g以上,BCM2的定殖能力最强,在接种后的第9 d达最大定殖量,为3.53×106 cfu/g鲜重根。通过盆栽和病圃实验测定内生细菌对南方根结线虫的防治效果,发现提前接种BCM2对M.incognita根结和卵块的抑制效果最好,分别为81.2%和75.6%,定殖能力与防治根结线虫效果之间呈正相关。提前接种BCM2还能显著增加番茄的茎高和鲜重。病圃调查发现BCM2能够显著降低根结线虫发病严重度,防治效果与阿维菌素相同。为了探究内生细菌生防根结线虫的作用机制,选用定殖能力和对南方根结线虫生防潜力最强的菌株BCM2进行研究。首先,利用GFP标记构建菌株B.cereus BCM2-str’-pBCgfp-1,采用激光共聚焦扫描显微镜（Confocal laser scanning microscope,CLSM）和扫描电子显微镜（Scanning electron microscope,SEM）技术观察内生细菌的组织分布,结果表明BCM2可以定殖在番茄根的皮层、韧皮部和维管束的间隙中。内生细菌首先定殖在植物根表皮的坏死细胞或根毛,并大量集中在侧根和连接点处,继而单个或成簇从韧皮部到维管束分布于根内;另外,在南方根结线虫造成的发病番茄巨型细胞间隙发现数量更多的B.cereus BCM2-str’-pBCgfp-1聚集;在番茄的茎和叶片中未观察到内生细菌,表明内生细菌B.cereus BCM2专性寄生于番茄根。SEM检测发现内生细菌同样能在根结线虫造成的根结表面大量聚集。因此,BCM2在生防线虫的过程中能够长久地聚集在植株根部,有效地占据此生态位。其次,通过提取BCM2发酵液蛋白成分,采用SEM和TEM（Transmission electron microscope,TEM）分别检测BCM2粗蛋白对线虫体壁和肠道的作用。采用离子交换技术（Ion exchange,IEX）和葡聚糖凝胶层析（Sephadex gel filtration,SGF）方法分离纯化杀线虫蛋白,并通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF/TOF）方法鉴定出分离获得的三种蛋白分别为几丁质酶（Chitosanase）,碱性丝氨酸蛋白酶（Alkaline serine protease）和中性蛋白酶（Neutral protease）,能够降解线虫的体壁和卵壳。第三,通过平板和双盆实验确定BCM2定殖于番茄根部能够趋避根结线虫的侵染。采用环己烷萃取根系分泌物,并通过高效气相色谱（Gas chromatography,GC）检测出根系分泌物中的8个活性组分,使用气相色谱质谱联用（Gas Chromatography-Mass Spectrometer,GC-MS）鉴定出 5 个物质。五种差异活性物质分别为2,5-二甲基壬烷,2,4-二叔丁基酚,3,3-二甲基辛烷,正十三烷和正二十一烷。第四,为了研究内生细菌BCM2在诱导宿主产生免疫反应拮抗根结线虫侵染方面的作用,从三个方面探究BCM2对植物免疫反应的影响及作用机制。1)组织结构水平:研究BCM2对胼胝质沉积的影响;2)生理生化水平:研究BCM2接种对活性氧（Reactive oxygen species,ROS）含量和对防御酶POD、PAL和PPO酶活变化的影响;3)激素水平:研究BCM2接种对水杨酸（Salicylic acid,SA）、茉莉酸（Jasmonic acid,JA）以及乙烯（Ethylene,ET）信号途径的影响。结果表明,BCM2不引起宿主产生胼胝质的沉积阻碍线虫侵染。预接种BCM2在线虫侵染的早期诱导POD和PAL酶活升高,在线虫侵染的晚期促进PPO的大量表达,表明产生强烈的生理生化免疫反应。SA、JA和ET的含量变化表明,根结线虫的侵染会促使JA一直维持在较高水平,而在线虫侵染的后期SA和ET的含量明显升高,而BCM2的定殖改变了激素信号的表达量,参与寄主的免疫反应。最后,为了观察内生细菌介导的番茄拮抗南方根结线虫的效果和反应,并筛选内生细菌诱导的防御相关基因。采用裂根法（Split-root）确证BCM2的诱导系统抗性。在诱导边（inducer side）预接种BCM2再接种线虫后50 d,根结和卵块有明显的减少,而单独接种BCM2和无菌水相比不能使根结和卵块的数量减少。通过RNA-Seq方法调查内生细菌BCM2特异性激活的防御相关基因,构建番茄根的4个测序文库,分别为无菌水,BCM2,M incognita和BCM2预处理后接种M incognita的4个处理,获得4个高质量的总clean碱基,范围从6.64到6.75 Gb。对每个文库作两两比较,检测差异表达的基因和防御相关基因。数据表明单独接种BCM2不能诱导系统抗性,和寄主保持和谐的宿主-微生物的关系,当遇到根结线虫侵染时,启动多种防御和压力相关基因的差异表达。本研究共获得34个BCM2激发的候选基因,能够启动强烈的植物免疫拮抗M.incognita侵染。