水稻黄单胞杆菌水稻致病变种(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)引起的水稻细菌性白叶枯病在田间常常引起巨大的经济损失,是影响水稻产量最严重的病害之一。利用拮抗细菌或生物合成的纳米颗粒进行生物防治是减少水稻白叶枯病导致的经济损失的一种有前途、有效且安全的方法。本研究利用棉花土壤分离得到的多粘类芽孢杆菌Sx3和生物合成的纳米材料,研究其对Xoo的防治效果。首先,水稻幼苗实验表明多粘类芽孢杆菌Sx3显著抑制了Xoo引起的水稻白叶枯病,促进了水稻植株的生长。通过显微镜观察,多粘类芽孢杆菌Sx3培养滤液对水稻白叶枯病菌的生长和生物膜形成均有抑制作用,并且可以造成细菌的细胞壁损伤。采用MALDI-TOF质谱分析方法,检测到了多粘类芽孢杆菌Sx3分泌的两种主要次生代谢产物褐藻毒素和多粘菌素P,这些代谢产物是脂肽类化合物,通常在抗菌活性中发挥重要作用。此外,质谱结果还表明Sx3不能产生氰化氢或蛋白酶,但能够产生嗜铁素和淀粉酶,这些物质在Sx3抑制Xoo中可能也起到了一定的作用。此外,生物学实验表明菌株Sx3能够固氮、溶解磷酸盐并产生大量的激素(吲哚乙酸),说明其可能通过多种机制促进水稻植物的生长。其次,绿色合成的纳米颗粒具有良好的生物相容性和稳定性,是一种环保的植物病害防治剂。本研究采用不同的植物水提物对金属氧化物纳米颗粒(ZnO、MgO、NiO)和一种聚合物(壳聚糖)进行了生物合成,并且测定了它们对Xoo的抑菌效果。番茄青果含有多种化合物(多酚类、羧酸类、氨基酸类和蛋白质类),迷迭香叶含有大量的类黄酮和酚类,藏红花含有多种具有生物活性的类胡萝卜素。这些植物提取物在减少纳米颗粒方面可能会发挥重要作用,并可作为一种封端剂提高合成纳米颗粒的稳定性。采用UV-Visible spectrum、XRD、FT-IR和EDS等不同的理化方法对合成的纳米粒子进行了分析,确定了纳米粒子的存在及其结晶结构和纯度。用透射电镜和扫描电镜观察了合成纳米粒子的形态。细菌学测定表明合成的纳米颗粒对Xoo具有较强的抗菌活性,明显抑制Xoo细胞的生长、生物膜形成和游动性,降解细菌细胞膜,诱导活性氣产生并杀死细菌。因此,我们推测活性氧的诱导产生可能是多粘类芽孢杆菌Sx3抑制Xoo的主要原因之一。此外,NiO纳米颗粒对水稻植株的生长(株高、根高、鲜重和干重)有促进作用,对水稻白叶枯病害的侵染有抑制作用。综上所述,本论文测定了多粘类芽孢杆菌Sx3作为一种生防制剂对水稻叶枯病菌的离体和活体抗菌效果;通过大量的生物学试验,揭示了Sx3抑制水稻白叶枯病菌和促进水稻植物生长的生物学机制。生物合成的纳米颗粒不仅能通过多种机制抑制水稻黄单胞菌从而防治水稻白叶枯病害,而且能够促进植物的生长,这显示合成的纳米颗粒在水稻细菌性病害的防治上有重要的实践意义。