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委内瑞拉链霉菌Snea253菌株具有杀线虫活性,但是其代谢产物可能是以难分离的水溶性氨基糖类化合物为主。因此,本研究从营养代谢调控和基因代谢调控的角度研究影响其活性物质产率的关键因子,为该生物杀线剂的研发和产业化奠定理论基础。同时,研究Snea253发酵液的施用对土壤微生态环境的影响,确定其环境安全性。具体研究结果如下：1. Snea253碳氮源的营养代谢调控研究：利用Plackeet-Burman和Box-Benhnken试验设计方法,获得最佳的碳氮源营养培养基：4%可溶性淀粉,3%葡萄糖,3.5%花生饼粉,0.3%(NH4)2SO4,0.04%NaCl,0.02%K2HPO4,0.02%MgSO4·H2O,0.00125%FeSO4。营养代谢调控后的Snea253发酵液杀线虫活性为89.4%,比原始发酵液提高了26.3%。应用响应面法中心组合试验设计方法确定其最优发酵条件：72 h种龄、5%接种量、初始pH值6.6、发酵温度28℃、发酵时间5.25 d、摇床转速175 r/min和20%装液量。优化后的Snea253发酵液杀线虫活性为91.2%,比原始发酵液提高了29.7%。2. Snea253的基因代谢调控研究：利用RNA-Seq的De Novo方法研究了强毒株和弱毒菌株的转录组信息,筛选到两者间的差异表达基因3234个,其中2668个基因上调表达,566个基因下调表达。差异表达基因的GO分析显示,共有2160个DEGs注释到45个GO条目。通过KEGG数据库比对分析,共有2796个DEGs基因注释到161个Pathway,主要参与代谢通路、次级代谢产物生物合成、不同环境微生物代谢、核糖体以及淀粉和蔗糖代谢等通路。经过数据分析,筛选到了Snea253与碳氮代谢相关的8个基因,包括5个上调基因Unigene556_All、Unigene609_All、Unigene1016_All、Unigene989_All、Unigene1006_All和3个下调基因Unigenel272_All、Unigene1090_All、CL20.Contig2_All。结合Q-PCR试验验证了各基因的表达与RNA-Seq分析结果一致：与弱毒株相比,强毒株代谢调控相关基因上调最高的如Unigene556_All上调了22.86倍,最低的如Unigene1006_All也上调了3.48倍,而下调基因Unigenel272_All、Unigene1090_All和CL20.Contig2_All则分别下调了2.32倍、1.40倍和1.38倍。利用链霉菌表达载体plBl39,通过PEG介导的方法,成功构建了过表达菌株Snea253-Unigene556和Snea253-CL20.Contig2,基因的表达量分别比野生菌株提高1.68倍和2.16倍。3. Snea253处理对微生态生境中土壤线虫群落功能的影响：通过温室蔬菜的灌根试验发现,与对照相比,Snea253能够抑制土壤线虫的总数量、植物寄生线虫(PP)和食细菌线虫(BF)的数量,但抑制程度弱于阿维菌素处理,相反,捕食杂食性线虫(OP)数量显著增多。Snea253发酵液对植物寄生线虫(PP)和根结线虫Meloidogyne incognita的防治效果略低于阿维菌素的防治效果,但能有效的使PP和根结线虫的数量持续保持在较低的水平。Snea253处理土壤线虫的香农-威纳多样性指数(H’)多高于阿维菌素处理,而辛普森优势度指数(λ)多低于阿维菌素处理,说明,Snea253发酵液处理的土壤线虫群落多样性好于阿维菌素处理,优势种地位不突出、群落内物种数量分布较均匀。线虫区系分析和主成分分析发现,Snea253处理的土壤样品主要分布在了B象限,说明土壤养分状况较好而且受干扰程度较小,食物网稳定成熟。4. Snea253处理对微生态生境中土壤微生物群落功能的影响：利用高通量测序技术,检测了Snea253处理区土壤微生物群落的变化,发现土壤细菌群落有12个优势门、9个优势科和11个优势的属；而土壤真菌群落有6个优势门、9优势科和12个优势的属。与阿维菌素处理区相比,Snea253处理使细菌的最大优势类群变形菌门、黄单胞菌科、罗思河小杆菌属Rhodanobacter的丰富度显著增加,且与对照差异不显著；同样显著增加了真菌最大优势门子囊菌门、优势科火丝菌科、优势属Pseudaleuria和火丝菌科未定属Pyronemataceae的丰富度,以及增加了子囊菌门Ascomycota、第二大优势科粪壳菌目未定科Sordariales、优势属粪壳菌目未定属Sordariales的丰富度,且多与对照差异不显著。Biolog-Eco数据分析显示Snea253处理的平均颜色变化率(AWCD)值、Shannon多样性指数(H’)和McIntosh均匀度指数(U)显著高于阿维菌素处理,且与对照差异不显著,说明Snea253处理有利于土壤微生物群落对碳源的利用,群落多样性好,具有较好的均匀度。结合Biolog和高通量测序分析,明确了Snea253对土壤微生物群落是安全的,研究为Snea253的产业化利用提供了基础试验数据。