番茄青枯病是由茄科劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum,青枯菌)引起的一种毁灭性的土传病害,青枯病的流行严重制约我国番茄产业发展及其经济效益的提高。防治番茄青枯病的方法较多,其中生物防治法因其高效、稳定、环境友好等特点备受关注。目前用于青枯病生物防治的微生物有芽孢杆菌(Bacillus spp.)、假单胞菌(Pseudomonas spp.)、和青枯菌同属的非致病菌等。生防菌T-5是从青枯病发病严重田块中的健康番茄植株根际筛选获得的1株高效拮抗细菌,前期研究表明该菌株能在番茄根际较好地定殖,能有效地抑制青枯菌在番茄根际的定殖,降低了番茄青枯病的发生,说明该菌株具有与青枯菌根际竞争的能力,但该生防菌与青枯菌的根际竞争机制尚不清楚。本研究通过分析生防菌T-5与青枯菌红色荧光蛋白标记菌株QL-RFP利用碳源的能力,判定拮抗竞争可能是生防菌T-5竞争的主要手段；在此基础上研究了菌株T-5主要的拮抗物质,并探究了根系分泌物(碳源)种类多样性对生防菌T-5产拮抗物质(拮抗基因)的影响,阐明了生防菌T-5与青枯菌的根际竞争机制。主要研究结果如下：1.碳源是微生物的生长的基础,在植物根际,根系分泌物中的碳源物质是土壤微生物生存竞争的关键。采用48种碳源模拟番茄根系分泌物研究了生防菌T-5和青枯菌QL-RFP对碳源的利用情况,结果表明生防菌T-5和青枯菌QL-RFP都能利用根系分泌物中的部分碳源,其中,生防菌T-5能够利用19种碳源,青枯菌QL-RFP则能够利用23种碳源,能够被生防菌T-5和青枯菌QL-RFP共同利用的碳源有13种；生防菌T-5与青枯菌QL-RFP的营养利用相似性为0.56,二者存在营养竞争。此外,青枯菌QL-RFP在多种单一碳源条件下生长速率较T-5更快,说明青枯菌QL-RFP对碳源利用速率较生防菌T-5更迅速,可见生防菌T-5抑制青枯菌的生长并非完全依靠营养竞争。2.不同碳源条件下,生防菌T-5能显著抑制青枯菌QL-RFP的生长,且随着碳源多样性的增加,对青枯菌QL-RFP的抑制强度增大。单一碳源条件下,共培养24h后生防菌T-5对青枯菌QL-RFP平均抑制率为36.2%；脯氨酸和丙氨酸两种碳源下,生防菌T-5和青枯菌QL-RFP的共培养24 h,抑菌效率分别达61.6%和64.0%；9种碳源复合条件下,共培养24 h后平均抑制率达76.1%；18种碳源复合条件下,共培养24h后平均抑制率则达到89.2%。3.采用柱层析、高效液相色谱(HPLC)分离,结合平板对峙法检验,从菌株T-5发酵液中分离纯化出两种对青枯菌QL-RFP有抑制作用的物质,经HPLC-ES-MS鉴定,该两种物质分别是7-O-malonyl macrolactin A和Bacillaene,它们都属于聚酮类物质,分子量分别是488 Da和582 Da。研究发现碳源对生防菌T-5产上述两种拮抗物质的数量具有显著影响,在添加多数氨基酸条件下,生防菌T-5的Macrolactin A和Bacillaene的产量都显著增加,如L-丙氨酸、L-精氨酸、瓜氨酸和L-脯氨酸等。其中,以L-脯氨酸对这两种聚酮类拮抗物质产量的促进作用最为突出,添加L-脯氨酸后,Bacillaene和Macrolactin A的产量较CK分别提高了35.7和11.2倍。在培养基中添加L-天门冬酰胺能够显著提高Macrolactin A的产量,较CK提高了4.7倍,而对B acillaene的产量影响不显著。4.在生防菌T-5与青枯菌QL-RFP共培养条件下,生防菌T-5能显著抑制青枯菌QL-RFP的生长,而生防菌T-5在营养竞争方面并没有与青枯菌QL-RFP竞争的优势,可见生防菌T-5与青枯菌QL-RFP之间存在干扰性竞争,即生防菌T-5能够利用根系分泌物中的碳源产生拮抗物质能抑制青枯菌QL-RFP的生长。随着碳源多样性的增加,生防菌T-5的发酵液抑菌能力增强,并最终维持稳定。培养48h后,生防菌T-5在单一碳源条件下的发酵液平均抑菌能力为36.1%；9种碳源复合条件下T-5发酵液抑菌能力达到57.5%；18种碳源复合条件下生防菌T-5发酵液的抑菌能力达到57.1%。另外,本研究还发现生防菌T-5相关拮抗物质的产量及拮抗基因表达量随着碳源多样性的增加而提高。在9种和18种碳源复合条件下,拮抗物质7-O-malonyl macrolactin A分别提高了41.6%和24.4%,Bacillaene产量分别提高了92.9%和145.7%；培养24h时9种碳源和18种碳源复合条件macrolactin拮抗基因表达量分别提高21.1%和24.1%,Bacillaene拮抗基因表达量分别比单一碳源条件提高18.2%和18.6%。