由核盘菌Sclerotinia sclerotiorum引起的向日葵菌核病是向日葵生产上主要病害之一,在全球范围内广泛流行,使向日葵产业遭受巨大经济损失,由于抗病品种的缺乏,目前对菌核病的防治主要采用农业措施和化学方法。菌核病是以菌核在土壤中进行越冬,并且能够长时间在土壤中存活,且核盘菌寄主植物众多,所以农业措施和化学防治效果并不理想,加上大量的施用化学杀菌剂对水土造成严重的污染。国内外的研究和实践表明,使用微生物杀菌剂是防治作物土传病害的一种有效且环境友好的措施,得到了社会的普遍认可。枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis由于能产生多种脂肽类抗生素和挥发性抑菌物质,并且能形成抗逆耐热的芽胞,成为开发微生物杀菌剂的重要资源。脂肽类化合物有良好的抗真菌活性,而挥发性抑菌物质有很好的生物熏蒸作用,对于调整土壤中的微生物群落结构,降低有害生物量有重要的作用。本课题组前期从向日葵根际土壤中分离得到1株具有较高拮抗活性的菌株枯草芽胞杆菌S-16,该菌株不但能够产生多种脂肽类抗生素,还能产生一种抑制菌核形成的挥发性化合物,该物质还可以抑制向日葵核盘菌和番茄灰葡萄孢菌菌丝的生长。本研究通过全基因组数据的挖掘,分析枯草芽胞杆菌S-16的生防潜力;通过脂肽类抗生素、挥发性物质、促生相关物质和产酶能力分析等方法对枯草芽胞杆菌S-16的生防相关物质进行了分析与鉴定;研究了挥发性物质中的二甲基苯并噻唑对向日葵核盘菌的抑制效应,并且对二甲基苯并噻唑的合成基因This进行了克隆与功能验证;结合二甲基苯并噻唑对核盘菌的转录组和蛋白组分析,研究枯草芽胞杆菌S-16的生防机制。本研究主要结果如下:1.枯草芽胞杆菌S-16生防相关物质的分析与鉴定对菌株S-16发酵液的乙酸乙酯提取物进行色谱分析得到23种化合物,其中包括酮类、烷类、酯类、醇类、酸类等。平板对峙试验研究S-16代谢粗提物对向日葵核盘菌的抑菌活性,结果表明,S-16的次级代谢粗提产物对向日葵核盘病原菌具有较高的抑菌作用。利用固相微萃取提取S-16的挥发性物质,抑菌活性测定表明S-16的挥发性物质对病原真菌表现较强的拮抗作用,GC-MS分析表明挥发性物质中含有37种挥发性成分。使用酸沉淀法提取S-16所产生的脂肽类物质,提取物具有较高的抑菌活性,HPLC分析表明S-16脂肽类物质至少有2类组分,即表面活性素和丰产素。菌株S-16可以促进番茄的生长,生化试验表明该菌株具有固氮能力,可以溶解无机磷,可以产生嗜铁素和IAA,其中IAA的产量为1.23μg/m L。2.枯草芽胞杆菌S-16的全基因组序列分析枯草芽胞杆菌S-16的全基因组测序结果表明,该菌株有一条大小4.2M的环形染色体,含有9个与抑菌相关的基因簇包括:这些抑菌物质包括聚酮化合物合成酶（PKS）,抗生素sactipeptide-head＿to＿tail,NRPS途径抗生素,nrps-transa tpks-otherk,萜烯和其他化合物。3.挥发性化合物二甲基苯并噻唑对核盘菌的抑制效应向日葵核盘菌对二甲基苯并噻唑（2-MBTH）敏感,且随着2-MBTH浓度的升高其抑制率也升高。2-MBTH对向日葵核盘菌菌丝的EC50为0.87μL/L。2-MBTH对向日葵菌核萌发具有一定的影响。并且对向日葵菌核形成有明显的抑制作用,随着熏蒸浓度的升高,菌核的数量和重量均明显下降。而且2-MBTH处理后向日葵菌核的物理性质也发生了明显变化,通过透射电镜和扫描电镜观察核盘菌菌丝形态及菌丝的内部结构都受到了不同程度的破坏。4.噻唑合成相关基因This的克隆与功能验证通过全基因组序列分析获得了挥发性化合物二甲基苯并噻唑合成基因This,通过同源重组技术,定位突变了This基因,获得突变子ΔThis,同野生型菌株相比,突变子显著降低了二甲基苯并噻唑的产生量和抑菌活性。5.挥发性化合物二甲基苯并噻唑处理的核盘菌转录组研究利用转录组测序技术,对挥发性化合物二甲基苯并噻唑处理的核盘菌进行了转录组分析。结果表明,二甲基苯并噻唑处理后抑制了核盘菌中参与氧化还原反应过程的基因表达,表明氧化还原反应与菌核形成密切相关。差异表达基因的KEGG通路分析发现,显著将差异基因富集到了核糖体途径,真核生物中的核糖体生物发生途径,N-Glycan生物合成,甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸的代谢等途径。6.挥发性化合物二甲基苯并噻唑处理的核盘菌蛋白组研究在转录组学的基础上,进行蛋白组学测序。通过转录组和蛋白组关联分析的结果发现TMTT3.vs.TMTCK3＿CHULI3vs CK3这个分析组中有15个差异基因和差异蛋白共同表达上调,显著富集到的已知通路为黄曲霉毒素生物合成通路,其余未得到注释,有待进一步分析验证;9个差异基因和差异蛋白共同下调,显著富集到核糖体通路和代谢通路。