集约化农业促使了农业生产率和作物产量的大幅度提高,但长期大量和不合理施用化肥和化学农药、作物连作或不合理种植方法,导致作物土传病害严重,进而造成作物严重减产或失收,产品质量低劣。生防芽孢杆菌具有环境友好,货架期长,易于产业化生产等极大的优越性,越来越受到政府和老百姓重视。为此,本研究针对华南地区常见作物病害,譬如番茄青枯病和香蕉枯萎病等问题,在实验室前人已筛选生防芽孢杆菌资源的基础上,进一步探讨主要抑菌代谢产物及其相关的生防分子机制,结果如下。采用平板抑菌和盆栽试验等方法,表明贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)Y6和F7对多种病原菌具有显著拮抗作用,对番茄青枯病和香蕉枯萎病具有显著地防治效果。采用超高效液相色谱-质谱联用法(UPLC-MS/MS)等方法,测定Y6和F7中主要代谢产物为脂肽化合物伊枯菌素(iturin)、丰宁素(fengycin)和表面活性素(surfactin)。在青枯假单胞菌(Ralstonia solanacearum)病原菌胁迫下,Y6和F7伊枯菌素和丰宁素代谢产物浓度及相关合成基因表达量均显著增加。进一步采用长侧翼同源PCR(long flanking homology PCR,LFH-PCR)方法,在构建脂肽表面活性素、伊枯菌素和丰宁素合成基因缺失株的基础上,采用室内抑菌、生物膜和运动性等实验,首次发现伊枯菌素或丰宁素均对青枯假单胞菌(Ralstonia solanacearum)有显著的拮抗效果,然而,只有伊枯菌素显著拮抗尖胞镰刀菌(Fusarium oxysporum)。另外还发现伊枯菌素和丰宁素均在生物膜形成、游动和蠕动特性中起作用,可能参与芽孢杆菌生防菌株的根际定殖。综合以上研究,贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)Y6和F7对番茄青枯病和香蕉枯萎病具有显著的控制效果,为作物病害的生物防治提供了较好的新型菌株资源。脂肽化合物同系物结构不同,对病原菌的拮抗效果不一样。本研究初步发现具β-氨基的伊枯菌素既能拮抗细菌,又拮抗真菌病原菌;而具有β-羟基的丰宁素仅拮抗细菌病原菌,有待进一步深入研究。这些研究结果为脂肽化合物的生物防治机制提供了初步的参考。