【摘 要】
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柑橘溃疡病是由Xanthomonas citri subsp.citri引起的一种柑橘疾病。该病会在果实和叶片上造成坑状病变,严重时会导致落叶、落果、果树活力下降,影响果实口感。目前针对该病害使用最广泛的化学杀菌剂会对环境产生很大的负面影响。生物防治在控制植物病原体的同时,也减少农业措施对环境的负面影响。因此,对柑橘溃疡病的生物防治机理研究具有重大意义。本研究选取实验室早期从赣南脐橙叶片分离得到的
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柑橘溃疡病是由Xanthomonas citri subsp.citri引起的一种柑橘疾病。该病会在果实和叶片上造成坑状病变,严重时会导致落叶、落果、果树活力下降,影响果实口感。目前针对该病害使用最广泛的化学杀菌剂会对环境产生很大的负面影响。生物防治在控制植物病原体的同时,也减少农业措施对环境的负面影响。因此,对柑橘溃疡病的生物防治机理研究具有重大意义。本研究选取实验室早期从赣南脐橙叶片分离得到的一株柑橘溃疡病生防菌B.velezensis QC-J做为研究对象,为揭示其遗传和进化特征,阐明其生理和代谢机制、定植能力以及抗生素合成能力。本研究通过Illumina Hi Seq 2500二代测序技术获得B.velezensis QC-J菌株的全基因组序列,使用多种生物信息软件对其基因组结构和功能进行分析,并且将其与其他同源菌株的基因组进行比较基因组分析。主要研究结果如下:（1）采用Illumina Hi Seq 2500测序系统对B.velezensis QC-J的全基因组进行测序,得到下机reads总数为24,280,728条,碱基总数为3,642,109,200bp,测序深度为886倍,测序质量在99%以上的碱基所占比例为98%。使用SPAdes-3.5.0软件对过滤后的reads进行组装得到18条Scaffold,菌株B.velezensis QC-J的基因组长度约为3,893,015 bp,GC含量为46.4%。（2）在B.velezensis QC-J基因组中共预测到3869个基因、152个串联重复序列和1个插入重复序列,没有发现CRISPRS。预测到2个前噬菌体区域,一个为不完整前噬菌体,一个为可疑的前噬菌体。Island Viewer 4预测到3个基因岛。CARD预测结果显示基因组中与抗生素相关的基因是59个。CAZymes预测结果显示,B.velezensis QC-J菌株中有71个家族包含202个碳水化合物活性酶基因,B.velezensis QC-J菌株合成碳水化合物活性酶的能力是其在空间竞争和获取营养中取得优势的重要因素之一,也是其抑制柑橘溃疡病病原菌Xcc毒力的因素之一。GO注释结果显示,基因组中与生物学过程相关的基因数量最多。COG注释结果显示,分配到氨基酸运输与代谢的基因数目最多。KEGG注释结果显示,菌株的糖类和氨基酸类代谢活动非常活跃。（3）利用52株B.amyloliquefaciens、B.subtilis和B.velezensis菌株的核心基因组构建的系统发育树分析结果显示QC-J菌株属于B.velezensis,且B.velezensis的遗传进化与地域和生长环境有着很大的关联。在16株B.velezensis菌株的泛基因组分析结果中,核心基因组数目为2029个,非必需基因组数目为2516个,菌株特有基因组数目为965个,并且B.velezensis具有开放的泛基因组。五株B.velezensis菌株的共线性分析显示B.velezensis QC-J和B.velezensis ZF2共线性最高。通过分析B.velezensis QC-J的基因组SNP分布,发现其基因组SNP分布并不均匀,高SNP区域可能导致B.velezensis QC-J菌株次生代谢产物的差异。在B.velezensis QC-J菌株以及其他四株菌株中发现60个与生物膜合成相关基因,由这些基因构建的生物膜代谢通路与枯草芽孢杆菌生物膜代谢通路高度相似。B.velezensis QC-J菌株较强的生物膜形成能力是其抑制溃疡病菌生长的有效方式之一。从B.velezensis QC-J基因组中鉴定出16个次级代谢产物簇,其中10个次级代谢物和抗生素生物合成有关。并且在5株B.velezensis菌株中都发现可以引起植物诱导抗性的次生代谢产物。总之,基因组和比较基因组分析表明,B.velezensis QC-J菌株可以通过定植（生物膜形成）,拮抗作用（产生抗生素）,碳水化合物活性酶（CAZymes）和引起植物诱导抗性（ISR）等途径预防和治疗柑橘溃疡病。本研究可为阐明B.velezensis QC-J对柑橘溃疡病病原体的生物防治机制提供基础,并将为将来的应用提供依据。
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