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芽孢杆菌属(Bacillus spp.)为革兰氏阳性杆状细菌,因能产生抗逆芽孢而具有很强的生存适应能力,被广泛应用到农业、畜牧业、工业、医学、环保等领域。本研究在青海省不同生境典型植被根围分离芽孢杆菌,采样点包括:海西、海北、海东、黄南、果洛、玉树6个州及青海湖周边不同生境的28个样点,共分离芽孢杆菌菌株1307株。通过理化、BOX-PCR及ERIC-PCR指纹图谱分析、16SrDNA及gyrB基因序列分析的多相鉴定方法将其中的135株芽孢杆菌准确鉴定为:解淀粉芽孢杆菌B.amyloliquefaciens(27株)、球形赖氨酸芽孢杆菌L.sphaericus(12株)、简单芽孢杆菌B.simplex(11株)、短小芽孢杆菌B.pumilus(8株)、萎缩芽孢杆菌B.atrophaeu(7株)、地衣芽孢杆菌B.licheniformis(7株)、枯草芽孢杆菌B.subtil(9株)、苏云金芽孢杆菌B.thuringiensi(6株)、蜡样芽孢杆菌B.cereus(2株)、B.weihenstephanensis(7 株)、B.axarquiensis(7 株)、B.mojavensis(4 株)、B.velezensis(1株)、B.malacitens(1株)以及不能鉴定到具体种的芽孢杆菌Bacillus sp.(22株)。芽孢杆菌是一类重要的生防菌,脂肽化合物是芽孢杆菌产生的最主要抑菌化合物,主要包括伊枯草菌素(Iturin)、表面活性素(Surfactin)和泛革素(Fengycin)三大类,在植物病害防治过程中发挥着重要的作用。本研究以分离自青海不同生境的芽孢杆菌为供试菌,以水稻白叶枯病原细菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae)及油菜菌核病原真菌(Sclerotinia scletotiorum)为病原指示菌,筛选生防芽孢杆菌。共筛选到348株抑病原真菌的拮抗菌株,311株抑病原细菌的拮抗菌株,298株同时抑病原细菌及病原真菌的菌株(抑菌圈直径≥5 mm)。选择其中19株生防菌株通过MALDI-TOF-MS质谱测定分析菌株产生的脂肽化合物种类及组成,结果表明:其中11 株菌株 B.axarquiensis DGL6、B.amyloliquefaciens DCD2、B.amyloliquefaciens BS11、B.amyloliquefaciens GL18、B.amyloliquefaciens KKD2、B.amyloliquefaciens MD1、B.amyloliquefaciens DGL1、B.atrophaeus DCD1、B.malacitensis GH1、B.punmilus DR20、B.amylolique aciensRYS41 可产生 3类脂肽化合物 Surfactin、Iturin(Iturin A或 Bacillomycins D)、Fengycin;5 株菌株B.atrophaeus CKL1、B.atrophaeus TS1、B.amyloliquefaciens TS3、B.mojavensis KKD1、B.amyloliquefaciens RYS12 可产生其中的2类脂肽化合物,实验证实生防菌的拮抗活性与其产生的脂肽类化合物的种类及组成有关。青藏高原特殊的生境孕育着特殊适应性芽孢杆菌资源。选择30株分离自青海不同生境的生防芽孢杆菌,对其促生及抗逆特性进行探究。检测菌株的促生特性,筛选到菌株 B.axarquiensis DGL6、B.amyloliquefaciens BS11、B.mojavensis KKD1、B.amyloliquefaens KKD2、B.pumilus DR20可明显促进水稻种子萌发及幼苗生长,表现出显著的促生效果。测定菌株的耐低温特性,筛选到13株可在4℃及10℃低温条件下正常生长的菌株,其中菌株B.atrophaeus CKL1、B.atrophaeus CKL4、B.atrophaeus CKL5、B.atrophaeus CKL6、B.atrophaeus TS1 在低温条件下具有很好的生长扩张性,表现出显著的耐低温特性。检测菌株的耐盐特性,筛选到菌株B.atrophaeus CKL1、B.atrophaeus CKL4、B.atrophaeus CKL5、B.atrophaeus CKL6、B.atrophaeus TS1、B.sonorensis GH2可在含NaCl浓度为13%的平板上正常生长,表现出强于其它菌株的耐盐特性。检测生防菌株的解纤维素特性,供试菌株均表现出不同程度的降解纤维素活性,其中菌株B.amyloliquefaciens KKD2、B.sonorensis GH2、B.amyloliquefaciens BS111、B.amyloliquefaciens DGL1、B.axarquiensis DGL6、B.atrophaeus DCD1、B.a nyloliquefaciens RYS9等具有显著的降解纤维素的活性。通过对生防菌株的促生、抗逆、解纤维素特性探究,可为适应高原生态环境的生物菌肥、生物农药研发,饲草料加工生产提供优质菌源。转录组研究能够全面快速地获得某一物种特定组织或器官在某一状态下几乎所有转录本序列信息,更能动态地反映特定细胞在特定条件下的功能状态,是在转录水平研究基因差异表达的高效技术手段。本研究通过转录组测序(RNA-Seq)探究分析模式菌株B.amyloliquefaciens FZB42 与籼稻 9311(Oryza sativa subsp.inica)互作后,水稻根部及叶部的差异表达基因,通过差异表达基因GO功能注释及KEGG pathway代谢通路分析,探究水稻对芽孢杆菌的应答反应,揭示生防芽孢杆菌促生及提高植物抗病性的作用机制。分析结果表明:芽孢杆菌与水稻根部互作4h时,诱导水稻根部379个基因差异表达,其中257个基因上调表达,122个基因下调表达;诱导水稻叶部719个基因差异表达,其中501个基因上调表达,218个基因下调表达。GO功能注释及KEGG pathway代谢通路分析结果表明,芽孢杆菌影响了植物体内多条信号传导通路及代谢途径,包括:植物与病原菌互作(Plant-pathogen interaction)、植物激素信号转导(Plant signal transduction)、次级代谢产物合成(Biosynthesis of secondary metabolites)、萜类及酮类化合物代谢(Metabolism of terpenoids and polyketides)等与植物抗性相关的代谢通路中相关基因的差异表达,同时也诱导了糖类代谢(Carbohydrate metabolism)、脂类代谢(Lipid metabolism)、核苷酸代谢(Nucleotide metabolism)、氨 酸代谢(Amino acid metabolism)、能量代谢(Energy metabolism)、维生素及辅因子代谢(Metabolism of cofactors and vitamins)、遗传信息转录、翻译(Genetic Information Transcription,Translation)等与植物生长发育密切相关的基本代谢中相关基因的差异表达。揭示生防芽孢杆菌通过与植物根部互作,而影响植物体内多条信号传导通路及多种代谢途径中相关基因的调控表达,从而整体促进植物的生长发育并诱导植物抗病性。