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微生物源除草剂的研究、开发和利用,一直是生物农药的研发重难点,具有除草效果的菌株的培养条件和抑草机理被广泛研究。本实验从青海省平安县感病杨树叶片上分离纯化得到一株真菌对几种阔叶类杂草具有较好的防除效果。通过形态学分析和ITS序列测定,鉴定结果为出芽短梗霉菌(Aureobacidium pullulans)。为进一步提高PA-2的除草效果,研究其对藜的抑草机理。采用单因子优化PA-2菌株发酵培养基和最佳发酵条件,通过中心复合实验(Central Composite Design)对培养基成分研究最佳配比,初步探究PA-2菌株对藜(chenopodium album)生长抑制及其作用机理,为微生物源除草剂在除草生产应用领域提供试验依据。结果如下:1.对PA-2菌株产孢最适培养基优化,确定最适组分为葡萄糖84.60 g、大豆粉46.35 g、Na CI 2.59 g、Mg SO4 0.52 g、KCI 0.78 g、K2HPO4 6.50 g、(NH4)2SO40.52 g;最佳发酵条件为p H 7.0,培养时间120 h,接种量8%,转速180 r/min,发酵温度25℃,装液量60 m L。2.PA-2菌株粗提物用等体积的正丁醇萃取,旋转蒸发获得正丁醇相粗提物,探究其对藜的生长抑制机理。研究发现,20mg/m L的粗提物使藜叶片中丙二醛含量显著上升,抗氧化酶活性、可溶性糖和可溶性蛋白含量等生理指标都产生了不同程度的影响,其中以叶绿素含量的变化最为明显;粗提物破坏了藜叶片的叶肉超微结构,叶绿体内发生肿胀,部分叶绿体出现中空现象逐渐解体,严重妨碍藜进行正常的生理光合作用。3.通过出芽短梗霉菌PA-2粗提物喷施到藜叶片,在不同时间采样进行转录组测序。转录组测序共获得到58484414条Unigene,拼装得到基因数量为69404个,Q20值均在97%以上。通过差异基因表达分析,粗提物喷施到5d时,差异基因表达最多,上调基因是下调基因的2倍。对KEGG代谢通路分析,PA-2对藜叶片胁迫导致了叶中次生代谢产物的生物合成的途径、植物激素信号转导、类胡萝卜素的生物合成,以及植物病原体相互作用、植物MAPK信号通路、淀粉和蔗糖代谢等代谢途径的应激反应,这些通路共同参与了菌和植物互作机理的调控。发现高表达的差异基因也多与花青素、类胡萝卜素等植物激素以及光合作用触角蛋白、蛋白激酶、氧化还原酶、转移酶等代谢产物相关。筛选12个与叶绿体相关的基因片段,涉及的代谢通路类胡萝卜素生物合成(GO:0016117)、光合作用的调节(GO:0042548)和碳固定(GO:0015977)等代谢通路。这一结果表明粗提物破坏藜叶绿体时,在胁迫下获得藜叶绿体相关的基因及其参与的代谢通路途径。这些差异基因可能共同参与了藜与PA-2的互作机理,在藜防御PA-2粗提物侵染调节过程中有重要的作用。