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尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)是一种常见的植物土传病原菌,能够侵染超过100种不同的植物,它主要通过侵入植物的维管束使植物枯萎甚至死亡,造成严重的经济损失。目前,用于控制此病害的主要方法包括抗病育种、轮作种植、土壤熏蒸、化学杀菌剂的使用和生物防治等。其中生物防治具有高效和环境友好的突出优势,越来越多的应用于植物病害防治领域。有关生防菌的防治机理研究目前主要集中于生防菌本身,.如产生次级代谢物、芽孢和生物膜等及其诱导植物系统抗性等方面,而生防菌与根际微生物互作防治植物病害的机制研究鲜见报道。本研究主要以生防菌解淀粉芽孢杆菌(Bacilus amyBoaiquefaciens SN16-1为研究对象,并以生防菌荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)SN15-2为参照,首先对其生物活性进行研究,并通过室内盆栽试验,探究其对番茄植物生长的影响和对病害的防治作用;再利用末端限制性片段多态性分析(T-RFLP)和IlluminaMiSeq测序等技术,深入分析SN16-1和病原菌尖孢镰刀菌(F.oxysporum f.sp.lycopersici,FOL)对番茄根际细菌群落的影响,综合评估生防菌SN16-1和病原菌FOL与土壤微生物的互作机理,初步探讨SN16-1的生物防治机制。首先,对分离获得的生防菌株SN16-1进行菌种鉴定,通过对其16SrRNA和gyrB基因进行扩增,确定此菌株为解淀粉芽孢杆菌B.amyloliquefacies。采用HPLC技术,对其产生的抗生素种类进行分析,发现SN16-1能够产生表面活性素、伊枯草菌素和丰原素,并通过PCR扩增,进一步验证发现SN16-1存在合成这三种抗生素的基因。对生防菌SN16-1的拮抗活性进行研究,发现SN16-1对多种病原菌具有广谱的拮抗活性,其中对病原菌FOL的抑制率为45.73%。通过室内盆栽试验,探究了生防菌SN16-1、SN15-2和病原菌FOL对植物生长和病害发生的影响,结果发现SN16-1和SN15-2能够促进植物的生长,而病原菌FOL则通过显著抑制植物生长而引起植物病害;SN16-1和SN15-2的生物防效可达55.54%和41.69%。其次,对番茄不同生长时期的根际土壤进行采集,采用T-RFLP技术分析生防菌SN16-1、SN15-2和病原菌FOL对番茄根际细菌群落的影响。主成分分析(PCA)和多样性指数分析表明生防菌SN16-1和SN15-2对根际细菌群落结构和多样性有短暂的影响,而病原菌FOL则影响持久。对第10d剧烈变化的T-RFs进行分析,在SN16-1+FOL的处理组中,产生抗生素和促进植物生长的菌属会显著增加,这说明SN16-1对病原菌的侵染能够做出快速的响应以发挥生防作用。而在病原菌FOL处理组中,具有生物降解活性、降解病原菌细胞壁和对病原菌敏感的菌属会下降,这有利于病原菌的生长和在根际的定殖,同时,与营养循环相关和促进植物生长的菌属会增加,以保护植物抵抗病原菌的侵染。最后,根据T-RFLP结果,选取菌群剧烈变化的和最终恢复的两个时期的基因组,采用IlluminaMiSeq测序技术进行深入分析,从而获得变化的具体种群。对16SrRNAV4区进行扩增,将获得的OTUs进行物种分类,所有OTUs可划分到22个门和323个属中。优势门主要包括Proteobacteria(变形菌门)、Acidobacteria(酸杆菌门)、Actinobacteria(放线菌门)、Gemmatimonadetes(芽单胞菌门)和Bacteroidetes(拟杆菌门),这5个门的丰度占总丰度的90%。其中,Proteobacteria在每个样品中相对丰度都最高。在SN16-1处理组中,Pseudomonas(假单胞菌属)和Massilia相对丰度极显著增加,而在FOL处理组中,Chthoniobacter和Haloferula相对丰度极显著增加。多样性指数和PCA分析显示了与T-RFLP相同的结果。本研究明确了生防菌解淀粉芽孢杆菌B.amyloliquef ciens SN16-1的种属和生防功能;揭示了生防菌SN16-1、SN15-2和病原菌FOL对番茄植株生长和根际微生物的影响,并通过对变化菌属的功能分析初步阐明了 SN16-1的生态学生防机制,为生防菌SN16-1的田间安全应用和防治枯萎病害提供了理论基础。