武夷菌素(wuyiencin)是由不吸水链霉菌武夷变种(Streptomyces ahygroscopicus var.wuyiensis)产生的一种低毒、高效、广谱的农用抗生素,对多种农作物真菌性病害具有良好的防治效果。但是由于武夷菌素主要有效成分的结构不明确,导致其防病机理、化学结构修饰和改造等研究进展缓慢,工业化生产技术提高受到制约。本研究通过对发酵液进行过滤、草酸沉淀、浓缩等预处理后,采用大孔吸附树脂HP-20对发酵液进行吸附,再经过Toyopearl HW-40C层析、Toyopearl HW-40F层析、硅胶柱层析、Chromatorex ODS层析和制备液相精制,最后获得14个组分,其中1个水溶性组分,13个脂溶性组分,分离过程采用HPLC和生物活性相结合的方法追踪活性组分。经ESI-MS、1H/13C-NMR、COSY、HMBC、HSQC等技术鉴定出化学结构,明确了水溶性组分为谷氏菌素。抑菌活性实验表明其对番茄灰霉菌,番茄叶霉菌,尖孢镰刀菌等13种植物病原真菌具有良好的抑菌效果;13个脂溶性组分鉴定出10个物质的化学结构,依次为间苯二甲酸、6”-O-甲基金雀异黄素-7-O-葡萄糖醛酸苷、5-羟基-1,3-苯二甲酸、2,4-二羟基嘧啶、6-羟基烟酸、2-(3’-(3’,7’-二羟基-2’-氧代二氢吲哚))乙酸、3-甲氧基-2-甲基-4(H)-吡喃-4-酮、3-羟基-5-甲氧基-6-甲基-2,3-二氢-4(H)-吡喃-4-酮、4-甲氧基-4-氧代丁酸、3-(2’-甲基丙亚基)-6-苯甲基-2,5-哌嗪。其中2-(3’-(3’,7’-二羟基-2’-氧代二氢吲哚))乙酸是一个新化合物。本研究进一步明确了武夷菌素活性成分的种类,加深了对武夷菌素活性成分的认识,为武夷菌素的防病机理、化学结构修饰和改造、防病抗病效用的提高等研究奠定物质基础。番茄灰霉病是由灰霉菌引起的一种重要番茄病害,武夷菌素对于防治番茄灰霉病具有良好的效果,但是其防治番茄灰霉病的分子机制尚不清楚。本研究采用分别采用50μg/mL、100 μg/mL和200 μg/mL的武夷菌素处理番茄灰霉菌,发现番茄灰霉菌经武夷菌素处理后生长缓慢,气生菌丝和色素减少,产孢量显著降低,菌丝畸形,粗细不一,分枝减少,菌丝末端膨大形成球状泡,并且随着武夷菌素浓度的增加,这种影响愈发明显。分别提取空白对照组和100μg/mL的武夷菌素处理的灰霉菌的总蛋白,采用iTRAQ(isobaric tags for relative or absolute quantitation)技术进行差异蛋白组学分析并进行PRM(parallel reaction monitoring)验证关键的差异蛋白。iTRAQ筛选鉴定出316个差异表达显著的蛋白(>2.0倍数变化)(P<0.05),其中155个上调,161个下调,GO富集分析表明主要涉及分子功能(molecularfunction),生物过程(biological process)和细胞组成(cellularcomponent)三个部分。PRM验证了其中27个关键蛋白,其中14个蛋白上调(包括碳水化合物代谢蛋白和细胞壁稳定蛋白),13个蛋白的下调(包括能量代谢调节因子,核苷酸/蛋白合成)。本研究筛选鉴定到一批番茄灰霉菌中受武夷菌素作用的候选靶点,详细阐述了武夷菌素抑制灰霉病菌生长和致病性的差异表达蛋白及其相关途径,初步阐明了武夷菌素防治番茄灰霉病的分子机制,有助于制定出科学、合理的使用方法,从而保持武夷菌素的防病有效性,对增强具有我国自主知识产权的生物农药创新能力具有重要意义,也为番茄灰霉菌致病机理的研究提供新参考。近年来,抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)作为一种新型环境污染物近年来受到了广泛关注。目前关于抗生素的环境污染研究主要集中于医疗和养殖业,对农用抗生素环境污染研究很少。武夷菌素对土壤细菌群落结构和抗生素抗性基因的影响相关研究尚未见报道。本研究采用盆栽试验在温室中设置了四种土壤处理(A、B、C和D)种植番茄,按照推荐使用剂量喷洒武夷菌素,提取7个时间点的土壤DNA,通过16S rRNA高通量测序,对土壤中的细菌群落结构进行了分析,同时通过绝对定量PCR对8个具有显著代表性的抗生素抗性基因(tetG,tetM,tetX,ermB,ermF,mefA,sulⅠ,sulⅡ)和1个Ⅰ类整合子基因intⅡ进行了拷贝总数和相对丰度的分析,明确了武夷菌素的短期使用并不影响土壤中的细菌群落结构,也不影响这些基因的总数和相对丰度。本研究为评估武夷菌素的环境安全性及合理正确使用武夷菌素素提供理论依据,也为其它农用抗生素的相关研究提供借鉴。