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利用根围促生细菌(plant growth promoting rhizobacteria，PGPR)防治植物病害是一种对环境友好、经济的植物保护方法。研究表明，一些PGPR能产生挥发性抑菌产物，并且这类物质在防治植物病害中起着重要作用，但拮抗机制尚不清楚。本研究的目的是揭示挥发性化合物对植物病原细菌和真菌新的拮抗机制。
本研究对分离自巴基斯坦水稻根际土壤分离的芽孢杆菌(Bacillus)进行了分离鉴定，并进行了生防活性的初筛。实验结果表明，有两株菌株能显著促进水稻生长，并且能显著抑制水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae)的生长。利用16S rRNA和gyrB对进行了分析鉴定，最终将其鉴定为萎缩芽孢杆菌(Bacillus atrophaeus)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。进一步的促生实验结果表明，分别用萎缩芽孢杆菌FA12和枯草芽孢杆菌FA26浸种处理水稻种子，能够明显促进水稻的生长，其促生率分别为78％和108％。鉴于枯草芽孢杆菌FA26的抗菌谱优于萎缩芽孢杆菌FA12，后续的研究选择主要集在FA26菌株。
利用Ⅰ-平板分析体系对挥发性抑菌物质的研究表明，枯草芽孢杆菌FA26释放出的挥发性化合物能够明显抑制马铃薯环腐病菌（Clavibacter michiganensis ssp.sepidonicus）的生长。扫描电镜和透射电镜结果分析表明，FA26挥发性化合物能使病原菌菌落形态表现出严重的扭曲，并且细胞也表现出各种异常。进一步的气质联用分析结果发现，FA26在LB培养基上生长能释放出11种挥发性化合物。对这11种挥发性物质的抑菌活性研究表明，其中只有苯甲醛、壬醛、苯并噻唑、苯乙酮这4种具有抑菌活性，但浓度为100μl ml-1时，能使1010CFU ml-1病原菌的数量分别下降为102，103，104，104CFU ml-1。推测FA26能通过产生挥发性抑菌物质，这类物质作用于病原细菌的细胞壁，导致细菌数量下降，以及破坏细胞形态和亚细胞形态结构。这是首次关于根围促生细菌挥发性物质抑制病原细菌的研究。
进一步的研究结果表明，B.subtilis FA26挥发性化合物还能显著抑制瓜类果斑病菌(Acidovorax citrulli)的生长。在Ⅰ-平板系统下，FA26的抗菌挥发性化合物能，减少A.citrulli菌落数量，破坏其菌落生物膜，并且完全抑制其在固体和半固体培养基上的swarming运动。还分别测定了苯甲醛、壬醛、苯并噻唑酮和苯乙酮对A.citrulli菌落的影响。结果表明，浓度为1μl ml-1的苯甲醛和壬醛能使A.citrulli菌落生物膜的分解;浓度为1μl ml-1四种化合物处理均能抑制其swarming能力，而10μl ml-1的苯甲醛和苯并噻唑酮处理则使A.citrulli的swarming能力完全丧失，并且病原细菌的生存能力也显著降低，这种效果也与四种挥发性物质的浓度有关。本研究的离体和活体实验研究均表明B.subtilis FA26产生的挥发性化合物能够破坏A.citrulli菌落生物膜和抑制其swarming运动能力。
此外，本研究还评估了在不同培养条件下B.subtilis FA26挥发性化合物的抗真菌活性。结果表明，在NA培养基上生长时，FA26挥发性化合物对尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）、丝核菌（Rhizoctonia solani）和辣椒疫霉(Phytophthora capsici)表现出较高的抗真菌活性，抑菌活性分别为39.83％、63.57％和43％。而在LB培养基培养时，FA26则对油菜菌核（Sclerotinia sclerotiorum）表现出更高的抗菌活性。对接种量和接种方法研究的结果表明，FA26产生的抗真菌挥发性化合物与接种量和接种方法密切相关。另外，气质联用分析表明，在NA培养基生长的FA26比在LB培养基上培养时产生更多的挥发性物质。其中，8种挥发性化合物能完全抑制至少一种测试病原菌的生长。本研究表明，根际细菌的抗真菌挥发性化合物的产生和活性在很大程度上依赖于培养条件。
本研究对分离自巴基斯坦水稻根际土壤分离的芽孢杆菌(Bacillus)进行了分离鉴定，并进行了生防活性的初筛。实验结果表明，有两株菌株能显著促进水稻生长，并且能显著抑制水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae)的生长。利用16S rRNA和gyrB对进行了分析鉴定，最终将其鉴定为萎缩芽孢杆菌(Bacillus atrophaeus)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。进一步的促生实验结果表明，分别用萎缩芽孢杆菌FA12和枯草芽孢杆菌FA26浸种处理水稻种子，能够明显促进水稻的生长，其促生率分别为78％和108％。鉴于枯草芽孢杆菌FA26的抗菌谱优于萎缩芽孢杆菌FA12，后续的研究选择主要集在FA26菌株。
利用Ⅰ-平板分析体系对挥发性抑菌物质的研究表明，枯草芽孢杆菌FA26释放出的挥发性化合物能够明显抑制马铃薯环腐病菌（Clavibacter michiganensis ssp.sepidonicus）的生长。扫描电镜和透射电镜结果分析表明，FA26挥发性化合物能使病原菌菌落形态表现出严重的扭曲，并且细胞也表现出各种异常。进一步的气质联用分析结果发现，FA26在LB培养基上生长能释放出11种挥发性化合物。对这11种挥发性物质的抑菌活性研究表明，其中只有苯甲醛、壬醛、苯并噻唑、苯乙酮这4种具有抑菌活性，但浓度为100μl ml-1时，能使1010CFU ml-1病原菌的数量分别下降为102，103，104，104CFU ml-1。推测FA26能通过产生挥发性抑菌物质，这类物质作用于病原细菌的细胞壁，导致细菌数量下降，以及破坏细胞形态和亚细胞形态结构。这是首次关于根围促生细菌挥发性物质抑制病原细菌的研究。
进一步的研究结果表明，B.subtilis FA26挥发性化合物还能显著抑制瓜类果斑病菌(Acidovorax citrulli)的生长。在Ⅰ-平板系统下，FA26的抗菌挥发性化合物能，减少A.citrulli菌落数量，破坏其菌落生物膜，并且完全抑制其在固体和半固体培养基上的swarming运动。还分别测定了苯甲醛、壬醛、苯并噻唑酮和苯乙酮对A.citrulli菌落的影响。结果表明，浓度为1μl ml-1的苯甲醛和壬醛能使A.citrulli菌落生物膜的分解;浓度为1μl ml-1四种化合物处理均能抑制其swarming能力，而10μl ml-1的苯甲醛和苯并噻唑酮处理则使A.citrulli的swarming能力完全丧失，并且病原细菌的生存能力也显著降低，这种效果也与四种挥发性物质的浓度有关。本研究的离体和活体实验研究均表明B.subtilis FA26产生的挥发性化合物能够破坏A.citrulli菌落生物膜和抑制其swarming运动能力。
此外，本研究还评估了在不同培养条件下B.subtilis FA26挥发性化合物的抗真菌活性。结果表明，在NA培养基上生长时，FA26挥发性化合物对尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）、丝核菌（Rhizoctonia solani）和辣椒疫霉(Phytophthora capsici)表现出较高的抗真菌活性，抑菌活性分别为39.83％、63.57％和43％。而在LB培养基培养时，FA26则对油菜菌核（Sclerotinia sclerotiorum）表现出更高的抗菌活性。对接种量和接种方法研究的结果表明，FA26产生的抗真菌挥发性化合物与接种量和接种方法密切相关。另外，气质联用分析表明，在NA培养基生长的FA26比在LB培养基上培养时产生更多的挥发性物质。其中，8种挥发性化合物能完全抑制至少一种测试病原菌的生长。本研究表明，根际细菌的抗真菌挥发性化合物的产生和活性在很大程度上依赖于培养条件。