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植物病害是影响农业高产稳产和优质的主要因素之一。生物防治作为一种绿色安全的防治措施,不仅可以有效降低病虫害对农作物造成的损失还可以促进植物生长,提高植物抗病性,增加作物产量。本研究以植物病原菌为指示菌筛选拮抗活性较高的植物根际促生菌(plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR),并进行种属鉴定;构建PGPR菌株突变体库,克隆生防相关基因,研究PGPR菌株的拮抗机制。主要研究结果如下:1、鉴定了菌株Lyc2的系统分类地位。通过生理生化特征、16S rRNA序列分析、多位点序列分型分析(multilocus sequence typing,MLST)以及全基因组测序等方法,证明菌株Lyc2为吡咯伯克霍尔德氏菌(Burkholderia pyrrocinia)。2、获得了菌株Lyc2的全基因组草图。为寻找潜在的次生代谢产物生物合成基因簇,对Lyc2基因组序列进行了生物信息学预测分析,共发现8类,15个次生代谢产物生物合成基因簇。主要包括,Arylpolyene类(2个)、Terpene类(5个)、Phosphonate类(1个)、Hserlactone类(1个)、Nrps类(2个)、Bacteriocin类(2个)、Nrps-Type I PKS类(1个)和其它类(1个)。3、探索Lyc2的抗菌机制。构建菌株Lyc2的随机突变体库,通过测序验证得到一个55.2kb负责抗真菌物质生物合成的基因簇ocfABCDEFGHIJKLMN,该基因簇编码一个由八个氨基酸残基组成的环状抗菌多肽化合物occidiofungin。对功能未知的ocfI基因的突变及基因互补实验表明,ocfI基因直接参与抗菌多肽occidiofungin的生物合成;另外,筛选得到一个失去细菌拮抗能力的突变体。序列分析表明,突变基因与菌株Burkholderia ambifaria AMMD的谷胱甘肽合成酶基因(glutathione synthase)具有较高同源性,核苷酸序列一致率为93.3%。对突变体的功能分析及互补实验结果表明,谷胱甘肽合成酶基因与菌株Lyc2对病原细菌的拮抗活性直接相关。4、明确了假单胞菌XW10的系统分类地位。分离自大豆根际的假单胞菌XW10对多种病原菌尤其是青枯劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum)具有显著拮抗活性。通过生理生化、16S rRNA和MLST分析发现菌株XW10与之前报道的假单胞属细菌具有显著差异,为假单胞菌属的一个新种,命名为Pseudomonas beanensis XW10。5、明确了菌株XW10对R.solanacearum的拮抗机制。构建了菌株XW10的随机突变体库,筛选得到一个失去R.solanacearum抗性的突变体。对突变体的分析表明,发生突变的基因为双精氨酸转运系统(Twin-arginine translocase secretion system,Tat)中的TatA基因。功能互补试验表明,互补TatA基因可以恢复突变体对病原菌的拮抗活性,说明Tat系统介导的转运途径对P.beanensis XW10拮抗R.solanacearum具有重要作用。