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目前，在农业生产中防治作物土传病害的方法，已由过去的单一的化学防治法向化学防治与生物防治相结合的方向发展，枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis），作为一类在自然界中广泛存在的重要生物资源，在防治土传病害中有着极其重要的作用。枯草芽饱杆菌具有发达的分泌系统，可以产生多种结构的具有广谱抗菌作用的次生代谢产物，这些抗菌物质具有抗菌谱广，对酸碱度要求不高，热稳定性好，易于进行分子加工等特点。这些特性都为开发新型生防制剂提供了很好的条件。
本文筛选出了对土传立枯病病原菌和土传枯萎病病原菌具有较高效拮抗作用的拮抗菌枯草芽孢杆菌N7。对枯草芽孢杆菌N7所产生的抑菌物质进行了深入研究，通过盆栽试验检测了枯草芽孢杆菌N7及其育苗基质对黄瓜土传立枯病害的防治效果，主要研究结果如下:
1.拮抗菌株的筛选。采用稀释平板法和平板对峙法从黄瓜根际土壤中分离出80株形态不同的菌株，其中6株对立枯丝核菌和尖孢镰刀菌具有一定拮抗效果。从中选出1株对立枯丝核菌和尖孢镰刀菌均具有拮抗作用的菌株N7用于后续试验。结合形态、生理生化特性及16S rDNA基因序列（登录号JQ317780）比对分析，鉴定菌株N7为枯草芽孢杆菌。
2.对枯草芽孢杆菌N7的抑菌物质进行分离提取，结果表明菌株N7能分泌脂肽类的抑菌物质，包括C13 Iturin B、C14 Iturin A、C15 Iturin A、C16 IturinA、C14Bacillomycin D和C18 Fengyein。这些物质具有良好的热稳定性，在40℃-80℃下抑菌活性与室温下相比差异不显著;且其耐受pH范围较广，在pH2.0-10.0范围内保持稳定的抑菌活性;对胃蛋白酶、胰蛋白酶和蛋白酶K等不敏感;对紫外线稳定。
3.对枯草芽孢杆菌N7抗菌蛋白进行了分离、提取和质谱鉴定。为获得该蛋白的基因全长，对质谱结果匹配上的蛋白酶的氨基酸保守序列设计引物，扩增保守区域并用SEFA-PCR扩增保守区域两侧序列。结果表明菌株N7分泌的抗菌蛋白为一种新的碱性丝氨酸蛋白酶，该蛋白酶的大小为41.38 kDa，开放阅读框全长为1179bp。通过对该蛋白酶的性质研究发现，该蛋白酶在pH8.0-10.6之间都有较好的活性和稳定性，最适酶活温度为70℃，对明胶、酪蛋白和牛血清蛋白都有强分解能力，其中对对明胶的分解能力最强，1 mmol L-1的丝氨酸蛋白酶抑制剂PMSF完全抑制抗菌蛋白酶的酶活。除此之外，5 mmol L-1的金属离子Na+、Fe3+、Cu2+和Mg2+使酶活下降，5 mmolL-1Ca2+、 K+和Mn2+能显著提高蛋白的酶活，2％(v/v)的氧化剂H2O2和2 mmol L-1的离子螯合剂EDTA都抑制了酶的活性，2％(v/v)的还原剂Mercaptoethanol和1％(v/v)的表面活性剂Tween80对酶的活性有促进作用。在有机试剂的试验中，该蛋白酶对大多数浓度为25％(v/v)的有机试剂都敏感，酶的活性被丙酮，正丁醇和乙醇所抑制，但是己烷对该酶的活性影响不大。实验表明，该蛋白酶浓度在25μg mL-1时就能很好地抑制尖孢镰刀菌孢子和菌丝的生长，经蛋白酶液处理的尖孢镰刀菌菌丝出现溶解现象，菌丝内的内容物质渗出。
4.在摇瓶培养中采用单因子实验法对枯草芽孢杆菌N7的生长条件进行研究，并以提高菌株N7所产的两类拮抗物质为目的，对发酵培养基分别采用Plackett-Bruman设计法和响应面分析法优化。结果表明:菌株N7的最适生长条件为:初始pH值7.0、装液量为50mL/250 mL瓶体积、30℃、170 rpm摇瓶培养60 h。脂肽发酵培养基的组成为葡萄糖7.5 g L-1、花生油1.25 g L-1、MgSO40.37 g L-1、KH2PO40.75 g L-1、谷氨酸钠6.75 g L-1、酵母膏和NH4Cl(5∶3 w/w)10 g L-1、KCl0.16 g L-1、FeSO4·6H2O0.24mgL-1、MnSO4·H2O0.76 mg L-1。蛋白酶发酵培养基组成:胰蛋白胨12.43 g L-1、淀粉2.5g L-1、KH2PO43.88 g L-1、MgSO40.25 g L-1、NaCl5 g L-1、MnSO4·H2O20 mg L-1。
5.通过盆栽试验研究了拮抗菌对黄瓜的促生效果和土传立枯病的生物防控效果。结果表明:菌株N7与有机质载体制成育苗基质后不仅能显著提高防病效果（与单独施用N7菌株到土壤中相比提高31.62％），而且能显著增加黄瓜地上部干重（与单独施用有机质相比提高了15.60％,与健康土壤中相比提高了32.73％）。在含有拮抗菌的育苗基质中，20天后植物根际病原菌的数量由每克土从3.16×104个ITS拷贝数g-1土下降到6.31×103个ITS拷贝数g-1土，并维持了拮抗菌N7的数量为3.39×107个菌落g-1土，脂肽类抑菌物质的浓度为34.0μL g-1土，同时增加了根内内生细菌的种类和多样性。菌株N7与有机质载体结合后不仅增强了对黄瓜立枯并的防治治效果，而且能够调控植物根内内生细菌的区系，保证作物健康生长。