几丁质是一种富含碳氮元素的碱性同聚多糖,在土壤中可被微生物分解利用,大量的研究报道显示几丁质在土壤中可起到改良土壤、防治病害、提高作物品质的效果。本研究通过前期实验发现,丝状真菌可利用马铃薯快速增长,其几丁质产量经优化后约占生物量的25%,使获得大量、稳定和廉价的几丁质成为可能。本实验通过回收被商贩舍弃的无法食用的cull potato制成真菌发酵培养基,以实验室保存的米根霉作为发酵菌种,利用微生物发酵法开发出一种新的几丁质生产工艺,且几丁质的产率达到27%以上;以实验室生产的几丁质为原料,结合分光光度法及实时荧光定量PCR技术,经过长达122天土壤实验,通过对土壤内的pH值、总DNA浓度、相关致病菌浓度及几丁质酶活性等因变量的数据变化记录,分析几丁质的添加对土壤中理化性质和菌落的具体影响。主要研究结果如下:(1)微生物发酵法制备真菌几丁质。利用了丝状真菌可通过马铃薯大量繁殖的特点,收集那些无法被人们食用,被商贩农户舍弃的cull potato进行废物再利用,制成发酵培养基,以实验室保存的米根霉为菌种,进行微生物发酵生产几丁质。利用分光光度法对得到的菌丝体进行还原糖测定,在利用干重法对达到标准的几丁质菌丝体进行称重,计算发现利用这种方法所得到的几丁质含量可达到生物质总含量的27.2%,是一种高效、绿色、环保的几丁质生产方法,在进行工艺优化后值得推广和放大生产。(2)建立致病菌荧光定量PCR模型。利用试剂盒提取DNA法,从样品土壤中提取了含有病原菌的总DNA,利用合成的特定引物通过普通PCR扩增技术,对目的基因片段进行扩增,利用DNA纯化回收技术将扩增产物制成质粒再进行测序比对确认目的片段的同源性,将完成测序比对后得到的质粒梯度稀释制成Real-Time Q PCR实验标准品,再通过实时荧光定量技术对标准品的样品进行定量分析,由ROTOR GENE 6000实时荧光定量分析软件自动绘制出标准曲线,最后达到建立病原菌Real-Time Q PCR监测模型的目的。(3)几丁质的土壤实验。疮痂病链霉菌是土壤中导致马铃薯根茎病变的主要病原菌,又通过比对基因序列确定其中TrpB DNA序列具有特异性,从而确定本实验的目的基因片段,利用微生物发酵法得到的真菌几丁质与市场购买的几丁质产品作为对照组,进行122天的土壤实验,分别在0、9、21、30、48、60、75、91和122天取样分析结果。分别统计了在土壤中添加不同种类及浓度的几丁质样品后土壤中的pH、总DNA量、几丁质酶活性及致病菌浓度的变化情况。综合分析数据得知达到一定浓度的几丁质加入土壤后一段时间内致病菌量下降,几丁质酶活性增加而总DNA量上升,说明土壤中产生了大量有益微生物,几丁质酶以几丁质作为底物通过增加几丁质酶数量达到增加酶的活性,而几丁质酶可以离体处理真菌降低致病菌数量,且几丁质自身也可以破坏致病菌的细胞壁结构达到抑制病菌效果。可以得出几丁质的添加显著的改变了土壤菌落组成和微生物区系,有效促进了有益微生物的生长,且抑制了病毒病原菌的繁殖,达到抗病害的功能。