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为获得能有效抑制番茄早疫病菌的潜在生防菌株,本研究以解淀粉芽胞杆菌XJ5为研究对象,对其抗菌物质及对番茄早疫病菌的抑菌机制进行了初步研究,结果如下:1.通过硫酸铵盐析对解淀粉芽胞杆菌XJ5抗菌蛋白进行粗提,高效液相色谱对其抗菌物质进行分离纯化,分离得到纯化较好的抗菌物质,对番茄早疫病菌抑菌圈可达28mm。SDS-PAGE电泳显示,该抗菌蛋白分子量大小为70 KDa左右。2.XJ5菌株挥发性物质抑菌活性测定结果表明,XJ5菌株挥发性物质对9种植物病原真菌的抑菌率在47.9%～84.8%。SPME-GC-MS检测发现菌株XJ5分泌的主要挥发性物质为十二醛,具有抑菌活性的挥发性物质主要为2-壬醇、2-乙基己醇和2-十一醇。其中,2-壬醇抑制苹果褐腐病菌的EC50为3.43μg/m L,离体熏蒸可有效抑制苹果褐腐病菌丝生长及病斑扩展。3.为深入分析解淀粉芽胞杆菌XJ5抑菌作用的分子基础,利用三代测序技术测定了XJ5菌株基因组。结果显示,XJ5菌株基因组由1条环状染色体和2个环状质粒组成,分别为4,160,003 bp、215,881 bp和63,621 bp,且无Gap区域,共编码4586个基因。KEGG注释结果表明,XJ5菌株可分泌葡聚糖酶、几丁质酶、木聚糖酶、脂肪酶、磷酸酶、Tas A等多种蛋白类物质;次级代谢基因簇分析显示,XJ5菌株具有产生Surfactin、Macrolactin、Bacillaene、Fengycin、Difficidin、Bacillibactin、Bacilysin等脂肽类抗生素、聚酮类物质和多肽类化合物等多种抑菌物质的能力,同时,XJ5菌株还具有促进植物生长、诱导植物产生抗性、以及与生物膜和趋化行为相关的基因。4.为解析XJ5菌株抑制番茄早疫病菌的分子基础,利用RNA-seq技术分析了经XJ5抗菌蛋白处理6 h、12 h、24 h、48 h的番茄早疫病菌转录水平变化。测定结果表明,15个样本平均产生6.5 Gb的序列,各样品的Clean Reads比对到参考基因组的比对率在82.27%-86.79%之间。共有250个基因在4个时期均差异表达,GO富集分析表明:117个DEGs可富集到67条GO功能,主要为氧化还原酶活性、碳水化合物结合、脂肪酶活性、细胞壁的结构组成、几丁质代谢过程、铁载体生物合成过程等。KEGG富集分析表明:37个差异基因可富集到51条KEGG通路,主要为氨基糖和核苷酸糖代谢、淀粉和蔗糖代谢、鞘糖脂生物合成、类固醇生物合成、谷胱甘肽代谢等维持生物体能量产生和参与生长发育的相关代谢通路,其中几丁质合成酶基因CC77DRAFT＿982264显著下调,β-氨基己糖苷酶编码基因CC77DRAFT＿1032488下调表达,氧化磷酸化途径基因CC77DRAFT＿191163上调表达,谷胱甘肽硫转移酶编码基因CC77DRAFT＿687848响应胁迫等。10个差异基因的q RT-PCR表达量变化均与转录组测序分析结果一致。研究表明,解淀粉芽胞杆菌XJ5抗菌蛋白可通过抑制细胞壁几丁质的合成、破坏细胞膜磷脂双分子层结构等,抑制番茄早疫病菌菌丝生长和孢子的产生,而番茄早疫病菌也会调控多类基因的表达来降低或缓解抗菌物质的胁迫。