三七[Panax notoginseng(Burk.)F.H.Chen]是我国的名贵中药材,具有活血化瘀、解毒散热等多种功效。三七种植条件要求较高,存在连作障碍,以根腐病为主的多种病害频发。目前对于三七根腐病的防治主要是喷洒各类化学农药,虽然能在一定程度上减少病害的发生,Y-27632研究购买但大量农药的使用导致致病菌产生耐药性、抗药性,还会对环境造成污染以及三七药材中的农残超标。可见三七根腐病的防治迫切需要更安全有效的手段。生物防治手段近年来发展迅速,对环境无害,且安全有效,在多种病害防治中取得了大量成果。本研究旨在筛选获得三七根腐病的拮抗细菌,并探究其抑菌机理。本论文实验工作及结果如下:1、以三七根腐病主要致病菌茄腐镰刀菌为靶标,对其拮抗菌进行筛选,得到一株具有良好抑菌效果的拮抗细菌Pn1,对尖孢镰刀菌、交链格孢等8种病原菌的菌丝生长均具有抑制效果;通过形态观察、分子生物学检测确定Pn1为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis);酶活检测分析表明Pn1能产生蛋白酶、β-1,3-葡聚糖酶、铁载体、纤维素酶;Pn1的无细胞滤液具有抑菌活性;q RT-PCR分析表明Pn1能够下调茄腐镰刀菌、尖孢镰刀菌、交链格孢三种病原菌中参与发育与致病过程的关键基因表达;通过促生防病实验发现Pn1灌根处理后的三七生长状况良好,能够减轻三七根腐病症状;Pn1处理后三七根部POD活性升高;HPLC检测分析表明Pn1处理后在一定程度上促进了三七根中皂苷的合成。2、采用硫酸铵沉淀法提取Pn1无细胞滤液中的胞外蛋白,抑菌试验表明Pn1胞外蛋白能够抑制茄腐镰刀菌、交链格孢的菌丝生长及孢子萌发;通过酸沉淀、甲醇萃取方法提取Pn1无细胞滤液中的脂肽类物质,抑菌试验表明脂肽粗提物对茄腐镰刀菌、尖孢镰刀菌、交链格孢的生长具有抑制效果;通过纳升超高效液相色谱-四级杆轨道阱质谱对Pn1菌株产生的胞外蛋白进行分析鉴定,分析表明Pn1能产生多种与抗生素产生相关的蛋白质,如普立伐他汀合成酶、活性素合成酶、聚酮合成酶,此外还检测到可能的蛋白类抗毒素和水解酶。3、采用非BI 10773体内实验剂量靶向代谢组学方法,对Pn1胞外小分子代谢物进行分析,结果表明包括有机酸及其衍生物、脂类和类脂分子、有机杂环化合物、有机氧化合物、苯丙素与聚酮类物质、苯类物质积累最多,检测到植物激素赤霉素、3-吲哚丙烯酸、乙烯利,甜菜碱、根皮素、次黄嘌呤、诺哈曼等多种抗菌物质;KEGG富集分析显示小分子代谢物主要聚集在生物碱生物合成、苯丙烷类生物合成等通路中。4、采用转录组学分析Pn1拮抗三七根腐病菌的分子机制,RNA测序分析表明,Pn1处理组与对照组三七相比总共检测到1258个上调和1831个下调的差异表达基因(DEGs),KEGG富集分析表明Pn1处理后三七中淀粉和蔗糖代谢、植物信号转导、植物病Agricultural biomass原体互作、苯丙烷生物合成途径上的DEGs表达上调,其中包括催化糖类水解的β-淀粉酶、果糖激酶基因,植物激素相关的生长素反应蛋白、赤霉素受体GID1,WRKY转录因子、病程相关蛋白基因、苯丙氨酸解氨酶基因,表明Pn1对三七的生长发育、碳水化合物代谢、抗病防卫反应具有正向调控作用;与只接种茄腐镰刀菌相比,Pn1处理后再接种茄腐镰刀菌的三七体内MAPK信号通路、植物-病原体互作、JA/SA信号通路、类黄酮生物合成途径上的相关抗病基因表达量相对降低,表明Pn1处理抑制茄腐镰刀菌的侵染,并减轻了三七的发病程度;通过q RT-PCR验证了8个抗病相关的DEGs,与转录组测序结果相符。综上所述,枯草芽孢杆菌Pn1是一株具有明显抑菌效果的拮抗细菌,能产生多种抑菌活性物质,对三七具有促生能力,还能提高三七的抗病性。