水稻是我国主要的粮食作物,因此大量学者对水稻的生长过程进行研究,以期实现水稻的稳定高产。水稻在生长过程中,能自行组装其特有的根系微生物群落,一部分微生物对水稻生长发育起着促进作用,也有一部分微生物对水稻生长产生不利影响。水稻-微生物互作涉及多种信号传播,挥发性有机物(VOCs)作为其中一种特殊的信号物质,具有分子量小、沸点低、弱极性、亲脂性等特点,可以介导生物体之间的非接触性相互作用,并且极少量的VOCs就能发挥显著功效,在长距离的根际信号传导中起着重要作用,具有广泛的农业应用前景。本课题采用传统培养法、新型培养策略和高通量培养法,利用12种培养基对水稻根区细菌进行全面分离培养,通过顶空固相微萃取、气相色谱-质谱联用技术,分析比较所分离的水稻根区细菌释放的挥发性有机物的组成,并采用对扣熏蒸的方法,检测这些细菌对病原菌的抑制效果,最后采用统计分析的方法找出潜在的具有抑菌活性的挥发性有机物。研究结果如下:1、以温室盆栽水稻根系为样品,采用12种培养基(牛肉膏蛋白胨、高氏一号、十倍稀释牛肉膏蛋白胨、十倍稀释高氏一号、TSB、TYG、YEM、M408、M715、Flour、TWYE和土壤浸提液培养基),通过3种培养手段(传统培养法、新型培养策略和高通量培养法)对水稻根区细菌进行全面分离,共分离得到隶属于放线菌门、拟杆菌门、厚壁菌门和变形菌门4个不同的门的2033株水稻根区细菌。2、水稻根区细菌能释放种类丰富的挥发性有机物,部分挥发性有机物对水稻病原菌具有显著抑制作用。经过相关性分析及体外验证确定了2种新型的具有抑菌活性的物质(5-甲基-2-己酮和3-甲基丁酸)以及1种具有潜在抑菌活性的物质(5-甲基-3-己酮)。3、通过检测水稻根区98株不同细菌释放的VOCs,共检测到28类物质,不同属之间的VOCs成分存在巨大差异。芽孢杆菌属和链霉菌属所有菌株释放的VOCs均能不同程度的抑制禾谷镰刀菌的生长,芽孢杆菌属检测到25类(146种)物质,其中酮类物质最多,有40种,醇类物质次之,有21种,链霉菌属共检测到16类物质,通过相关性分析发现VOCs释放量及种类数量与抑菌率无相关性,而物质13-甲基十四烷酸乙酯具有潜在的抑菌活性。总体而言,水稻根区可培养细菌主要为放线菌门、拟杆菌门、厚壁菌门、变形菌门,采用TSB、TYG、YEM、M408、M715、Flour、TWYE和土壤浸提液培养基进行培养能显著提高水稻根区可培养的细菌种类,高通量培养法可培养20.4%的水稻根区细菌。水稻根区细菌能释放种类丰富的挥发性有机物,部分挥发性有机物对水稻病原菌具有显著抑制作用,这些菌株和挥发性有机物均具有作为新型农药和抗真菌代谢物资源的潜力。但是由于水稻根区细菌数量庞大,其释放的VOCs种类更是丰富且复杂,对于水稻根区细菌释放的VOCs仍然存在着巨大的挖掘潜力。