由PGPR介导的生物防治可通过多种机制参与防控植物病害。生物膜是PGPR长期适应形成的重要存在形式,可占领生态位加强定殖,抵御不良环境,为PGPR防治植物病害提供重要条件。阐明细菌生物膜的形成、定殖以及与其它机制的关联是探究细菌生防机制的重要方面。前期研究发现短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)HR10对引起松苗猝倒病的立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)具有明显的拮抗作用,且其能够产生生物膜。但该菌株生物膜的形成及其在定殖和生防过程中是否发挥了作用并不清楚。为此,本研究通过诱变筛选HR10菌株的生物膜突变株,检测菌株的生物膜相关特性,并通过多种方法及接种试验评估HR10菌株的定殖能力,以及对松苗抗性的诱导和对猝倒病防治的影响。同时,为HR10菌株在野外更好地发挥促生抗病的应用潜力,研究了不同培养条件对其生物膜形成的影响。主要研究结果如下:1.经诱变筛选获得短小芽孢杆菌HR10不同分化程度的生物膜突变株,观测各突变株的菌落形态和液-气表面生物膜的形成状况。结果发现,HR10野生株能够形成显著的三维立体褶皱的生物膜结构;MA15突变株形成的生物膜褶皱程度最低,其形成和发展较缓慢;MA1330突变株的菌落结构亦较简单,但其在液-气表面的生物膜相对MA15突变株更加稳健,说明生物膜在一定生存环境中有一定适应性;MA4828突变株在筛选得到的生物膜突变株中形成的生物膜最为完整,几乎接近于野生株的水平。2.对上述筛选的HR10生物膜突变株的生物膜基质含量、群游能力和相关基因表达等进行检测,发现各突变株分泌形成的生物膜基质含量均有所减少;基质含量及相关基因表达与生物膜的形成呈现正相关;胞外物质的分泌使得生物膜多样分化,胞外物质分泌越多,生物膜结构越紧密复杂。群游定性与RT-qPCR基因定量结果显示,各突变菌株群游能力的降低会导致其生物膜形成缓慢;鞭毛运动fliG基因表达与群游特性呈现一定的正相关。对表面活性素sfp基因的表达检测表明,MA15和MA1330突变株在第24 h和48 h时的表达与野生株有所差异,由此推测短小芽孢杆菌HR10的表面活性素可能也对生物膜的形成起调控作用。3.采用结晶紫染色,平板计数和扫描电镜观察等方法,检测HR10野生株和生物膜突变株在马尾松幼苗根部的定殖能力,发现各菌株均能定殖在根部,但3株突变株在根部的定殖能力均有所下降。尤其是MA15突变株,推测菌体间的粘附性和群游能力弱,聚集形成生物膜的速度慢、水平低,导致无论在松苗根际还是根表,其定殖能力都显著弱于其它3株菌株的定殖能力。MA1330突变株在后期第10-12天定殖阶段呈现最快的降解速度,这与其在液-气表面的生物膜降解最快的趋势基本一致。4.将HR10野生株和生物膜突变株接种松苗,检测松苗抗性防御基因的表达及其对立枯丝核菌的拮抗作用,结果发现各菌株均能不同程度地显著提高SA通路相关基因PR2的表达量,表明菌株可能触发SA信号传导途径。其中接种MA15突变株松苗的PR2的表达显著低于HR10野生株的处理,说明MA15突变株生物膜的形成缺陷可能导致了其诱导植物抗性能力的减弱。而PAL,COI和GPX的表达并未显著变化,表明HR10菌株对松苗的抗性防御途径具有特异性。接种试验表明HR10野生株和生物膜突变株均能不同程度地显著降低松苗猝倒病的发病率,其中野生株的防效达到76.88%,这验证了其高效的防治效果。而生物膜突变株的防效均有所降低,其中,MA15突变株的防效为46.19%,推测与其生物膜形成与诱导抗性能力的缺陷所致。5.对短小芽孢杆菌HR10在不同培养条件下的生物膜形成观测发现,HR10菌株的生物膜在不同温度中呈现良好的表现,在20-40℃,HR10菌株都能形成生物膜结构,而非浮游状态;尽管其表型差异显著,HR10菌株在pH5.5-9.0时均能形成生物膜;多种糖源的添加可使HR10生物膜更加稳健完整,尤其是葡萄糖;较低浓度的Fe2+、Ca2+、K+和Na+可促进HR10菌株生物膜的形成;而Cu2+、Mn2+和Zn2+的加入使得HR10菌株形成生物膜能力明显降低,尤其是Zn2+,其甚至影响了菌体的正常生长。