植物内生菌能够增强宿主植物耐逆、抗病能力,促进养分吸收,其次级代谢产物更在农业、工业及医学等领域有广泛应用。近年来,植物内生菌的研究主要集中于甜土植物或农作物,对极端环境下的植物内生菌群落知之甚少。砂引草(Messerschmidia sibirica)作为滨海滩涂的先锋物种,是中国北部滨海滩涂的主要泌盐植物,在保护生态环境方面发挥着重要作用,同时还具有较高的医用、饲用和观赏价值。目前鲜有关于砂引草内生菌方面的报道,因此,本文以砂引草为研究对象,深入分析其内生菌群落多样性和分布规律,筛选具有农用活性的生防菌株及其次级代谢产物,以期为盐生植物砂引草内生菌资源开发利用提供依据。1.利用传统可培养方法和高通量测序技术,分析了砂引草内生菌种类和群落结构进行,探讨了盐生植物内生细菌与宿主植物适应高盐、贫瘠的海岸沙地环境的关系。从450个砂引草根茎叶组织块中共分离得到198株内生细菌,82株内生真菌。经分子生物学和形态学鉴定,共有细菌16个属,41个分类单元,真菌8个属,31个分类单元。系统发育分析表明,砂引草内生菌种群丰富。以该植物根、茎、叶、根际土壤和非根际土壤为样本,通过Illumina HiSeq 2500对内生菌和根际细菌的16S rRNA V5–V7区测序,结果显示根际土壤中细菌种群数量明显高于砂引草组织器官,但略低于非根际土壤样本。这些细菌分属37个门438个属,其中变形菌门Proteobacteria和放线菌门Actinobacteria是优势菌门,假单胞菌属Pseudomonas sp.,芽孢杆菌属Bacillus sp.,鞘氨醇单胞菌属Sphingomonas sp.,链霉菌属Streptomyces sp.,细杆菌属Microbacterium sp.,根瘤菌属Rhizobium sp.和雷诺卡氏菌属Nocardioides sp.是主要的优势菌属。综合分析两种不同方法下优势菌属(相对丰度大于1%)和稀少菌属(相对丰度低于0.1%)表现的差异性说明,在研究植物内生菌多样性时,应综合运用传统分离方法和高通量测序技术。2.共筛得27株拮抗菌株,其中Bacillus toyonensis JM2和B.subtilis BS13对烟草黑胫病菌(Phytophthora nicotianae),黄瓜角斑病菌(Pseudomonas syringae pv.lachrymans)等多种植物病原菌拮抗效果明显;根据形态学排重,最终选定30株内生真菌进行小规模发酵筛选,琼脂扩散实验结果表明有16种粗提物抑菌效果显著,尤其是Fusarium oxysporum P14对果斑病菌(Acidovorax avenae subsp.citrulli),大白菜软腐病菌(Erwinia carotovora subsp.carotovora),黄瓜角斑病菌(P.syringae pv.lachrymans)和柑橘溃疡病菌(Clavzbacter michiganensis)的抑制效果堪比阳性药。这也是首次报道盐生植物砂引草内生菌在拮抗农业病原菌方面的应用。3.结合化学多样性分析和抑菌活性,选定Alternaria sp.P8进行实验室规模发酵,分离得到9个化合物,包括5个苯丙呋喃类化合物、3个苝醌类和1个甾体类,其中T1化合物为新化合物。化合物生物活性研究结果表明,9种化合物对几种植物病原菌都具有不同程度的抑制作用,以alterperylenol类化合物抑菌效果最佳。除此之外,T6、T7和T8化合物能够显著抑制反枝苋、生菜种子萌发,药效同草甘膦相当。新化合物altenuene T1也表现出较高的除草活性。本文首次系统的分析了砂引草内生菌群落多样性。运用抗菌、除草等药理学活性模型对分离到的次级代谢产物进行活性评价,探索了化合物在农业病原菌及除草方面的价值,拓宽了天然产物的应用范围。