小麦赤霉病是近年来小麦作物上的毁灭性病害之一,不仅会造成农作物减产,还会产生毒素危害人畜健康,目前常用的防治措施仍然是化学防治,而长时间化学杀菌剂的使用不仅会造成环境污染,甚至会促进毒素的合成。采用植物内生细菌防治病害日益受到关注。本研究以小麦赤霉病菌（禾谷镰孢）为靶标,从健康杜仲的不同组织中进行拮抗细菌的分离、筛选及鉴定,利用活体盆栽及小区试验研究拮抗细菌对禾谷镰孢的病害防治情况,在此基础上,研究拮抗菌株对禾谷镰孢分生孢子萌发以及畸形的影响,分析拮抗菌对禾谷镰孢产毒能力的影响,探究拮抗菌在小麦植株中的定殖动态及对小麦植株系统抗性的诱导作用,初步阐明生防菌的抗病机制及其在小麦植株中的定殖特征。研究结果为小麦赤霉病的生物防治奠定理论基础及提供生防资源。主要研究结果如下:1、采用稀释涂布法从健康杜仲的根、茎和叶中共分离得到104株内生细菌,采用16S rDNA初步鉴定出104株内生细菌分别属于芽孢杆菌属（Bacillus）、类芽孢杆菌属（Paenibacillus）、短芽孢杆菌属（Brevibacillus）、伯克氏菌属（Burkholderia）、贪铜菌属（Cupriavidus）、赖氨酸芽孢杆菌属（Lysinibacillus）等6个属,其中芽孢杆菌属（Bacillus）内生细菌共39株,占分离内生细菌总数的37.50%,其在杜仲的根、茎、叶中广泛分布。2、采用平板对峙法测定了 104株内生细菌对禾谷镰孢（Fusarium graminearum）的抑制作用,结果表明,离体条件下,杜仲内生细菌DZSG09、DZSG23和DZSJ16对禾谷镰孢的抑菌效果较好,抑菌率分别为66.11%、69.04%和64.58%。后续的盆栽活体试验和小区试验结果均显示,拮抗菌株DZSG23对小麦赤霉病的防治效果最好,小区试验中,拮抗菌DZSG23对“安农1314”和“扬麦158”两种小麦品种的赤霉病防治效果分别达到58.80%和47.26%。3、开展拮抗菌DZSG23的抑菌机制研究,发现DZSG23为芽孢杆菌属微生物,其可引起禾谷镰孢菌丝膨大、畸形;采用PCR扩增技术初步明确菌株DZSG23具有合成表面活性素（Surfactin）和芬芥素（Fengycin）等脂肽类物质的能力;其次级代谢产物、脂肽粗提物及菌悬液均对禾谷镰孢分生孢子萌发的影响较低,但致畸作用较明显,第 36h,经脂肽粗提物（11.306 mg/mL）、DZSG23 菌悬液（1×106 CFU/mL）和次级代谢产物（2.539mg/mL）处理的禾谷镰孢分生孢子的畸形率分别达到了 97.63%、57.70%和20.46%,且不同处理组畸形孢子的致病能力均有下降,脂肽粗提物（11.306 mg/mL）、DZSG23菌悬液（1×106CFU/mL）和次级代谢产物（2.539mg/mL）处理后的禾谷镰孢畸形孢子接种小麦植株的第20 d,其病情指数分别为27.00、30.36和25.52,与空白对照组（病情指数为37.12）相比明显降低。4、利用高效液相色谱检测拮抗菌DZSG23对禾谷镰孢产毒素能力的影响,发现DZSG23不同处理组对禾谷镰孢产毒素能力均有一定的影响,与空白对照组DON含量（2250.30μg/g）相比,氰烯菌酯（0.031 mg/mL）对禾谷镰孢产毒素能力影响较大,处理后的禾谷镰孢产DON毒素含量仅为1012.72 μg/g,比空白对照组减少了 1237.58μg/g;其次是DZSG23次级代谢产物,经次级代谢产物4.767mg/mL处理后的禾谷镰孢,其DON产生量为1037.24μg/g;经DZSG23菌悬液处理（1×106 CFU/mL）后的禾谷镰孢产DON毒素含量为1046.79μg/g,明显优于多菌灵药剂处理组;而脂肽粗提物对禾谷镰孢产毒素能力影响较小,脂肽粗提物11.306 mg/mL和20.876 mg/mL处理后的禾谷镰孢,其DON产生量分别为2188.15 μg/g和1602.52 μg/g。此外,研究中发现DZSG23不同处理组的禾谷镰孢Tri5基因表达水平和其产毒素能力呈正相关,其中,氰烯菌酯（0.031 mg/mL）、DZSG23次级代谢产物（4.767mg/mL）和菌悬液处理后的禾谷镰刀Tri5基因水平明显下调。由此可知,拮抗菌DZSG23可以有效控制禾谷镰孢产生DON毒素。5、利用抗生素标记的方法检测拮抗菌DZSG23在小麦苗期和穗部的定殖情况,发现拮抗菌DZSG23可在苗期小麦植株中及小麦穗表面稳定定殖,但是小麦穗内部未检测到DZSG23。苗期小麦接种DZSG23菌株后的第34d,DZSG23在苗期小麦植株的根、茎和叶中的定殖量分别达到1.437×106CFU/g、3.285×103CFU/g和2.377×103 CFU/g。小麦穗表面接种DZSG23菌株15 d后,每克穗组织的表面菌群密度仍可达7.15×103 CFU/g,和小麦形成和谐共生关系。6、诱导系统抗性（ISR）信号通路研究表明,拮抗菌DZSG23可以诱导SA信号传导途径的关键基因PR-1和JA信号传导途径的关键基因AOS上调表达,表明拮抗菌DZSG23引入小麦,诱导小麦形成水杨酸（SA）和茉莉酸（JA）信号通路,增强其抗病性。7、利用转录组测序技术对经拮抗菌DZSG23处理后的不同时间段麦穗的总RNA进行差异表达分析,根据功能注释筛选出与抗病相关的差异表达基因,发现不同时间段处理组的重叠抗病基因有38个,主要编码过氧化物酶（Peroxidase）、糖基转移酶（Glycosyltransferase）、病程相关蛋白（Pathogenesis-related protein）、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶（Serine/threonine-proteinkinase）等蛋白的基因,结果表明拮抗菌DZSG23引入小麦后可诱导小麦穗部抗病基因的表达,为进一步试验寻找抗病基因奠定了基础。