由南京农业大学微生物-植物相互作用实验室提供了一株对西瓜和黄瓜枯萎病有显著拮抗作用的多粘芽胞杆菌，Paenibacillus polymyxa(SQR-21)。本论文研究了该多粘芽胞杆菌(SQR-21)的生理生化特性、产生拮抗物质的种类、外界条件（碳源、氮源和金属离子等）对拮抗物质生产的影响。用正丁醇抽提得到该拮抗菌的拮抗物质，并经分子大小排除和反向色谱得到纯化，通过质谱和Edman降解获得其结构信息。拮抗物质经纯化、分析，含有环酯肽类fusaricidin基团，分子量分别为883，897,947，和961Da，并且含有一个很罕见的15-胍基-3-羟基十五烷酸。SQR-21不产挥发性抗菌物质，但能产生纤维素酶、甘露聚糖酶、果胶酶、蛋白酶、β-i，3-葡聚糖酶和脂肪酶，另外SQR-21还表现出磷酸酶活性但无几丁质酶活性。已有研究表明金属离子对抗生素生产有影响，但是对多粘芽胞杆菌生产抗生素的影响没有任何信息。本实验研究了不同因素对SQR-21的抗菌物质生产和菌体生长的影响，发现King’s B改良培养基为最佳培养基，而抗菌物质的最佳提取剂为正丁醇。培养基中的碳源含有甘油或乳糖时，抗菌活性最高，而菌体生长量在碳源中含有葡萄糖、淀粉、蔗糖、半乳糖、甘露糖和果糖时最高。所有供试氮源中，菜籽饼堆肥和牛粪堆肥提取物以及二者混合时，菌体生长最佳。用酵母膏时抗菌活性最佳，但与菜籽饼堆肥和牛粪堆肥提取物以及二者混合物相比，差别不显著。第二天测得的菌体生长量最高，但是抗菌活性从第三天至第六天持续升高。除了Ca2+外，所有金属离子各自均对抗菌活性和菌体生长有促进作用，而Ca2+抑制菌体生长。正交试验的研究结果表明，第一组实验中的Mg2+和第二组实验中的Ni2+和Mn2+，是正交试验中最有效的金属离子。这有助于抗菌物质生产量的优化。将SQR-21接种在不同离子条件下以检测此菌的生物防控能力，离子饥饿抑制其生长。在所有三个离子浓度条件下，液体培养中的pH均在下降且在最高离子浓度时下降最多。培养至后期时，细胞表面铁素还原酶活性下降，并且低分子量还原剂还原Fe3+的能力和嗜铁素等氧肟酸盐的产量持续下降。本实验为P.polymyxa SQR-21的生化性质及金属离子对其整体代谢过程，尤其对环酯态类物质生产的影响提供了有用信息，这将有助于发酵工艺的改进以获得最高的抗生素产量。另外，本实验还对P.polymyxa SQR-21在不同离子条件下的动力学进行了研究，并提供了P.polymyxa SQR-21的离子吸收机制的初步信息。