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本研究针对生物有机肥菌剂功能单一、肥效不显著、促生机理不清晰等问题。以齐鲁工业大学(山东省科学院)生物研究所保藏的绿色木霉菌株Tv-1511（CGMCC No.16800）为材料，通过发酵配方优化和发酵条件控制，开发木霉工业化高密度发酵产孢工艺，降低菌剂生产成本。将木霉菌剂应用于拟南芥和薄荷的生长过程，通过质谱分析、实时定量PCR等方法，探究了绿色木霉Tv-1511对拟南芥和薄荷的促生作用及其机理。
（1）在绿色木霉Tv-1511产孢发酵液体培养基中使用了7种人工合成添加剂，其中5种能够提高木霉孢子产量，使用人工合成添加剂G时，有效孢子数可以达到4.0×107cfu/mL。在添加剂G基础上优化了培养基中辅助碳源葡萄糖的添加量，在葡萄糖3%时有效孢子数达4.4×107cfu/mL。通过对发酵过程中菌体变化的显微观察结构发现，单体厚垣孢子在发酵138-147h时产量最高。实际生产中，建议采用3%人工添加剂G、3%葡萄糖、发酵6天的工艺，生产绿色木霉Tv-1511孢子液。
（2）MPK6和质膜H+-ATPase调控绿色木霉Tv-1511在拟南芥叶片定殖及促进拟南芥生长中的作用，为木霉菌剂在田间的广泛应用提供了理论依据。将绿色木霉Tv-1511喷施在拟南芥叶片上，观察到木霉可以定殖在拟南芥叶片上，并有效促进了拟南芥的生长，增加了生物量、促进了养分的吸收。质膜H+-ATPase在调控绿色木霉Tv-1511在植物叶片定殖中发挥着重要作用，且起主要调控功能的AHA1基因。通过western blot和qRT-PCR，发现绿色木霉Tv-1511处理，使拟南芥质膜H+-ATPase活性提高1.24倍，使AHA1基因的表达增强2.19倍。绿色木霉Tv-1511可激活MAPK6，使其酶活和蛋白表达强度分别增强2.35倍和1.11倍。绿色木霉Tv-1511通过MPK6介导质膜H+-ATPase表达和活性，从而在叶片定殖并起到促进植物生长的作用。
（3）MAPK和NADPH氧化酶调控绿色木霉Tv-1511在薄荷根部定殖及促进薄荷精油产量和品质的作用，为木霉菌剂在薄荷栽培中的应用提供了理论依据。将绿色木霉Tv-1511施用在薄荷根部，观察到木霉在根部定殖，并显著增加植株的生长指标（叶面积、初生根长、侧根长、侧根密度）、生物量（鲜重、干重）和光合作用指标（净光合速率、叶绿素含量），有效促进了薄荷的生长。接种绿色木霉Tv-1511的薄荷显著增加了精油中薄荷酮（31.5%）、薄荷醇（59.75%）和普利酮（1.01%）的含量，使普利酮还原酶编码基因PR和薄荷酮还原酶编码基因MR的表达上调2.78倍和2.33倍。通过western blot和qRT-PCR，发现MPK6在转录水平上调节薄荷精油代谢，并影响相关酶活性。通过ASA和DPI处理的薄荷幼苗，NADPH氧化酶活性下降了1.62倍和2.62倍，发现NADPH氧化酶介导活性氧的产生并参与了MAPK的激活。绿色木霉Tv-511通过潜在MAPK信号通路调节薄荷精油代谢相关的基因，从而提高了薄荷精油数量和品质。
综上，本研究开发了绿色木霉Tv-1511的高密度发酵产孢工艺，为降低木霉菌剂工业化生产成本提供参考。探究了绿色木霉Tv-1511在拟南芥和薄荷生产过程中的促进作用及其机理，为靶向开发特定作物促生菌剂及开发木霉生物有机肥提供理论依据。
（1）在绿色木霉Tv-1511产孢发酵液体培养基中使用了7种人工合成添加剂，其中5种能够提高木霉孢子产量，使用人工合成添加剂G时，有效孢子数可以达到4.0×107cfu/mL。在添加剂G基础上优化了培养基中辅助碳源葡萄糖的添加量，在葡萄糖3%时有效孢子数达4.4×107cfu/mL。通过对发酵过程中菌体变化的显微观察结构发现，单体厚垣孢子在发酵138-147h时产量最高。实际生产中，建议采用3%人工添加剂G、3%葡萄糖、发酵6天的工艺，生产绿色木霉Tv-1511孢子液。
（2）MPK6和质膜H+-ATPase调控绿色木霉Tv-1511在拟南芥叶片定殖及促进拟南芥生长中的作用，为木霉菌剂在田间的广泛应用提供了理论依据。将绿色木霉Tv-1511喷施在拟南芥叶片上，观察到木霉可以定殖在拟南芥叶片上，并有效促进了拟南芥的生长，增加了生物量、促进了养分的吸收。质膜H+-ATPase在调控绿色木霉Tv-1511在植物叶片定殖中发挥着重要作用，且起主要调控功能的AHA1基因。通过western blot和qRT-PCR，发现绿色木霉Tv-1511处理，使拟南芥质膜H+-ATPase活性提高1.24倍，使AHA1基因的表达增强2.19倍。绿色木霉Tv-1511可激活MAPK6，使其酶活和蛋白表达强度分别增强2.35倍和1.11倍。绿色木霉Tv-1511通过MPK6介导质膜H+-ATPase表达和活性，从而在叶片定殖并起到促进植物生长的作用。
（3）MAPK和NADPH氧化酶调控绿色木霉Tv-1511在薄荷根部定殖及促进薄荷精油产量和品质的作用，为木霉菌剂在薄荷栽培中的应用提供了理论依据。将绿色木霉Tv-1511施用在薄荷根部，观察到木霉在根部定殖，并显著增加植株的生长指标（叶面积、初生根长、侧根长、侧根密度）、生物量（鲜重、干重）和光合作用指标（净光合速率、叶绿素含量），有效促进了薄荷的生长。接种绿色木霉Tv-1511的薄荷显著增加了精油中薄荷酮（31.5%）、薄荷醇（59.75%）和普利酮（1.01%）的含量，使普利酮还原酶编码基因PR和薄荷酮还原酶编码基因MR的表达上调2.78倍和2.33倍。通过western blot和qRT-PCR，发现MPK6在转录水平上调节薄荷精油代谢，并影响相关酶活性。通过ASA和DPI处理的薄荷幼苗，NADPH氧化酶活性下降了1.62倍和2.62倍，发现NADPH氧化酶介导活性氧的产生并参与了MAPK的激活。绿色木霉Tv-511通过潜在MAPK信号通路调节薄荷精油代谢相关的基因，从而提高了薄荷精油数量和品质。
综上，本研究开发了绿色木霉Tv-1511的高密度发酵产孢工艺，为降低木霉菌剂工业化生产成本提供参考。探究了绿色木霉Tv-1511在拟南芥和薄荷生产过程中的促进作用及其机理，为靶向开发特定作物促生菌剂及开发木霉生物有机肥提供理论依据。