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化学农药大量不合理使用带来的环境、食品安全等问题日益严重，开发安全、高效、低毒的生物农药是解决这一问题的有效途径。从微生物中发现高活性的农药活性物质和先导是新农药创制的关键。链霉菌135菌株(Streptomycessp.135)是陕西省生物农药工程技术研究中心从青藏高原地区分离的一株具有较高抑菌活性的生防菌，特别是对小麦全蚀病具有很好的防治效果，表现出开发为生防制剂的潜力，但其生防机理还不明确。因此，本研究对135菌株的固体发酵条件进行优化，在此基础上进行生防制剂的研制及其效果评价；同时，对该菌株的抗生物质进行分离鉴定，并较系统的研究其抑菌活性及其对小麦免疫反应与根际微生物的影响，初步解析其对小麦全蚀病的生防机理，以期为该菌株的进一步开发利用奠定基础。取得了以下主要结果：
(1)通过PcaBio测序技术完成了135菌株的全基因组测序，获得了该菌株基因组的完成图。序列总长度为8.9Mb，G+C含量为71.4%。对135菌株基因组抽提完整16srDNA序列并提交于EzBioCloud数据库进行比对，发现与其最相近的种为Streptomyceshuasconensis的同源性98.96%；下载其他所有与其相近的16srDNA序列后运用maximum-likelihood法，maximum-parsimony法和neighbor-joining法进行系统发育树的构建，分析三种进化树，选取相邻簇物种全基因组序列对其进行DNA-DNA杂交与ANI值计算，发现结果dDDH与ANI值远小于阈值(70%与95%)。将Streptomyceshuasconensis的培养特性与135菌株进行比较，两者具有很大差别，表明135菌株可能是链霉菌属中的一个新种。
运用antiSMASH对135菌株次生代谢产物生物合成能力进行分析。发现该菌株基因组中共有38个基因簇，其中具有Albaflavenone与Ishigamide完整的生物合成基因簇。并对可能产生X-14952B的基因簇进行了分析，发现cluster10可能为合成X-14952B的基因簇。与其他合成大环内酯的基因簇相比可能产生X-14952B的基因簇结构新颖。
(2)采用单因素法对135菌株的固体发酵条件进行优化。确定135菌株的固体发酵条件为：麸皮：豌豆粉粉1：1作为发酵基质，接种量为2mL/15g基质(108 cfu/mL)，离子液添加量为基质质量的80%。以固体发酵产物为母粉，进行可湿性粉剂加工，通过筛选载体助剂等确定了可湿性粉剂的配方：：可湿性粉剂配方为母粉70%，硅藻土10%，十二烷基硫酸钠10%，甲基纤维素2%，荧光素钠0.1%。按照国家微生物菌剂相关标准进行测定，135菌株可湿性粉剂室温下活菌含量为22.66×1018cfu/g，pH5.77，悬浮率为80.57%，润湿时间22s，细度<0.178mm大于80%，热储后菌活量19.66×1017cfu/g，水分含量<3%。各项物理指标均达可湿性粉剂的国家标准。可湿性粉剂200倍液对小麦全蚀病的防效达到58.97%。
(3)以油菜菌核病菌(Sclerotiniasclerotiorum)和小麦全蚀病菌(Gaeumannomyces graminsis)为指示菌，采用活性追踪法，利用色谱分离技术对Streptomycessp.135发酵液与菌体中的抑菌活性物质进行分离，并通过波谱分析技术对分离得到的抑菌物质进行结构鉴定。在此基础上，通过皿内试验系统的测定了化合物的抗真菌活性与抗细菌活性。结果显示，发酵液与菌体中的抑菌活性物质均为X-14952B，其表现出较强的抗微生物活性，其中对S.sclerotiorum，Aternariaalternate，Fusariumgraminearum，Botryospuaeriaberengeriana，G.graminsis的EC50分别为0.049、0.2、0.04、0.574和0.6μg/mL；对Pseudomonassyringae，Xanthomonasoryzae，Ralstoniasolanacearum，Bacillussubtilis的最小抑制浓度(MIC)分别为50、25、12.5和6.25μg/mL。同时，采用活体组织法(半叶法)对油菜菌核病进行保护作用和治疗作用的测定。结果显示，X-14952B在0.01μg/mL浓度时对油菜菌核病保护作用的防效为87.01%，高于对照药剂壳寡糖(56.58%)。在0.25，0.1，0.05μg/mL浓度时对油菜菌核的治疗作用的效果分别为64.29%，52.11%，30.19%，其中0.25μg/mL与0.1μg/mL的防效高于对照药剂多菌灵(0.5μg/mL)。
(4)采用qRT-PCR测定了X-14952B对小麦抗病性相关基因表达的影响，结果显示，化合物处理后ICS1与PR1.1的转录水平显著提高，表明X-14952B可诱导SA途径的免疫反应，提高小麦的抗病性；。通过高通量测序的方法测定了自然土组，健康土组，小麦全蚀病菌处理组，X-14952B处理组与水杨酸处理组的根际微生物群落变化。结果显示，小麦全蚀病菌处理组与其他处理的微生物群落有很大差别，其中Proteobacteria、Acidobacteria和Azoarcus为主要差别门，Pseudomonassp.与Bacillussp.的丰富明显低于其他处理组；同时通过Bugbase数据库分析发现，小麦全蚀病菌处理组革兰氏阳性菌数量明显上升。健康组中放线菌门与其他组差异较大，表明其可能为维持植物健康的类别，X-14952可以诱导植物招募Bacillussp.来维持自身的健康。
通过培养组学的方法，使用8种培养基对X-14952B等处理后的小麦根际土微生物进行分离，得到1220个菌株，在此基础上，以油菜菌核病菌与小麦全蚀病菌为指示菌，筛选到357株具有抑菌活性的菌株；根据菌落形态特征将其分为100多组，测定16srDNA序列将其归属到属。采用人工组装微生物组的方式组装高活性菌并测定小麦接种微生物组后小麦全蚀病对小麦苗的侵染变化。结果表明人工合成微生物组对小麦全蚀病的防效达78.94%。
综上所述，135菌株对小麦全蚀病的防治主要以抗生作用为主，抗生物质为X-14952B。该化合物不仅具有优秀的抑菌活性，而且可诱导小麦的免疫反应，影响小麦根际的微生物群落结构，招募有益微生物，抵御小麦全蚀病菌的危害。
(1)通过PcaBio测序技术完成了135菌株的全基因组测序，获得了该菌株基因组的完成图。序列总长度为8.9Mb，G+C含量为71.4%。对135菌株基因组抽提完整16srDNA序列并提交于EzBioCloud数据库进行比对，发现与其最相近的种为Streptomyceshuasconensis的同源性98.96%；下载其他所有与其相近的16srDNA序列后运用maximum-likelihood法，maximum-parsimony法和neighbor-joining法进行系统发育树的构建，分析三种进化树，选取相邻簇物种全基因组序列对其进行DNA-DNA杂交与ANI值计算，发现结果dDDH与ANI值远小于阈值(70%与95%)。将Streptomyceshuasconensis的培养特性与135菌株进行比较，两者具有很大差别，表明135菌株可能是链霉菌属中的一个新种。
运用antiSMASH对135菌株次生代谢产物生物合成能力进行分析。发现该菌株基因组中共有38个基因簇，其中具有Albaflavenone与Ishigamide完整的生物合成基因簇。并对可能产生X-14952B的基因簇进行了分析，发现cluster10可能为合成X-14952B的基因簇。与其他合成大环内酯的基因簇相比可能产生X-14952B的基因簇结构新颖。
(2)采用单因素法对135菌株的固体发酵条件进行优化。确定135菌株的固体发酵条件为：麸皮：豌豆粉粉1：1作为发酵基质，接种量为2mL/15g基质(108 cfu/mL)，离子液添加量为基质质量的80%。以固体发酵产物为母粉，进行可湿性粉剂加工，通过筛选载体助剂等确定了可湿性粉剂的配方：：可湿性粉剂配方为母粉70%，硅藻土10%，十二烷基硫酸钠10%，甲基纤维素2%，荧光素钠0.1%。按照国家微生物菌剂相关标准进行测定，135菌株可湿性粉剂室温下活菌含量为22.66×1018cfu/g，pH5.77，悬浮率为80.57%，润湿时间22s，细度<0.178mm大于80%，热储后菌活量19.66×1017cfu/g，水分含量<3%。各项物理指标均达可湿性粉剂的国家标准。可湿性粉剂200倍液对小麦全蚀病的防效达到58.97%。
(3)以油菜菌核病菌(Sclerotiniasclerotiorum)和小麦全蚀病菌(Gaeumannomyces graminsis)为指示菌，采用活性追踪法，利用色谱分离技术对Streptomycessp.135发酵液与菌体中的抑菌活性物质进行分离，并通过波谱分析技术对分离得到的抑菌物质进行结构鉴定。在此基础上，通过皿内试验系统的测定了化合物的抗真菌活性与抗细菌活性。结果显示，发酵液与菌体中的抑菌活性物质均为X-14952B，其表现出较强的抗微生物活性，其中对S.sclerotiorum，Aternariaalternate，Fusariumgraminearum，Botryospuaeriaberengeriana，G.graminsis的EC50分别为0.049、0.2、0.04、0.574和0.6μg/mL；对Pseudomonassyringae，Xanthomonasoryzae，Ralstoniasolanacearum，Bacillussubtilis的最小抑制浓度(MIC)分别为50、25、12.5和6.25μg/mL。同时，采用活体组织法(半叶法)对油菜菌核病进行保护作用和治疗作用的测定。结果显示，X-14952B在0.01μg/mL浓度时对油菜菌核病保护作用的防效为87.01%，高于对照药剂壳寡糖(56.58%)。在0.25，0.1，0.05μg/mL浓度时对油菜菌核的治疗作用的效果分别为64.29%，52.11%，30.19%，其中0.25μg/mL与0.1μg/mL的防效高于对照药剂多菌灵(0.5μg/mL)。
(4)采用qRT-PCR测定了X-14952B对小麦抗病性相关基因表达的影响，结果显示，化合物处理后ICS1与PR1.1的转录水平显著提高，表明X-14952B可诱导SA途径的免疫反应，提高小麦的抗病性；。通过高通量测序的方法测定了自然土组，健康土组，小麦全蚀病菌处理组，X-14952B处理组与水杨酸处理组的根际微生物群落变化。结果显示，小麦全蚀病菌处理组与其他处理的微生物群落有很大差别，其中Proteobacteria、Acidobacteria和Azoarcus为主要差别门，Pseudomonassp.与Bacillussp.的丰富明显低于其他处理组；同时通过Bugbase数据库分析发现，小麦全蚀病菌处理组革兰氏阳性菌数量明显上升。健康组中放线菌门与其他组差异较大，表明其可能为维持植物健康的类别，X-14952可以诱导植物招募Bacillussp.来维持自身的健康。
通过培养组学的方法，使用8种培养基对X-14952B等处理后的小麦根际土微生物进行分离，得到1220个菌株，在此基础上，以油菜菌核病菌与小麦全蚀病菌为指示菌，筛选到357株具有抑菌活性的菌株；根据菌落形态特征将其分为100多组，测定16srDNA序列将其归属到属。采用人工组装微生物组的方式组装高活性菌并测定小麦接种微生物组后小麦全蚀病对小麦苗的侵染变化。结果表明人工合成微生物组对小麦全蚀病的防效达78.94%。
综上所述，135菌株对小麦全蚀病的防治主要以抗生作用为主，抗生物质为X-14952B。该化合物不仅具有优秀的抑菌活性，而且可诱导小麦的免疫反应，影响小麦根际的微生物群落结构，招募有益微生物，抵御小麦全蚀病菌的危害。