萎缩芽孢杆菌防治胡麻枯萎病拮抗作用和诱导抗性作用机制的研究

Linseed wilt caused by Fusarium oxysporum f. sp. lini(FOL) is the main devastating diseases of the linseed production. Biological control has been an efficient and environment friendly alternatives to suppress this disease. A strain SF1 has been isolated, which has been proved can inhibit the growth of FOL. We plan to study the mechanisms of antagonism and plant induced resistance. First, the antagonism mechanisms of the antagonist from strain SF1 will be revealed through its chemical composition and properties derterminition. Secondly, the induced resistance mechanisms will be revealed through the study about the gene, transcription and protein. Finally, the biological control effect will be study in vivo and in vitro. And the fermentation conditions of strain SF1 will be optimized to achieve high density fermentation. We hope to provide theoretical foundation to the production of microbial organic fertilizer and its further use in linseed planting.

胡麻枯萎病是由尖孢镰刀菌胡麻专化型（Fusarium oxysporum f. sp. lini）引起的土传维管束病害，极具毁灭性。课题组分离获得一株萎缩芽孢杆菌SF1，实验证明其对胡麻枯萎病病原菌具有显著的抑菌活性。本项目将一方面筛选确定菌株SF1的有效拮抗物质，对其基本性质进行测定，明确菌株SF1对胡麻枯萎病的拮抗作用机制。另一方面从基因水平、转录水平和蛋白质水平确定菌株SF1是否可以诱导胡麻产生系统获得性抗性，阐明菌株SF1对胡麻枯萎病的诱导抗性作用机制。最后，通过体外试验和盆栽试验，分别从病原菌和植株两个方面明确菌株SF1对胡麻枯萎病的生物防治效果；并对菌株SF1的发酵条件进行优化，实现高密度发酵。本项目将为胡麻枯萎病的生物防治提供理论依据，进一步为胡麻枯萎病专用生物防治剂的开发及其在胡麻种植中的有效施用奠定基础。

胡麻枯萎病是由尖孢镰刀菌胡麻专化型（Fusarium oxysporum f. sp. lini）引起的土传维管束病害，严重影响胡麻产量和质量，极具毁灭性。项目对分离获得的一株生防萎缩芽孢杆菌SF1防治胡麻枯萎病的效果和机制进行了研究。项目首先对生防菌SF1全基因组、蛋白质组和代谢物组进行了分析，筛选确定菌株产生的有效拮抗物质主要包括蛋白质、脂肽化合物及有机酸，进一步采用平板对峙实验及显微观察对这些物质的拮抗作用机制进行了探讨。其次，项目分析了生防菌SF1对胡麻枯萎病病原菌基因表达的影响，发现菌株SF1 24h发酵液和48h发酵液对病原菌基因表达均会产生影响，但影响方式存在差异。再次，项目分析了生防菌和病原菌诱导胡麻植株抗性的情况，结果表明病原菌可诱导植株产生系统获得性抗性（SAR），生防菌SF1可诱导植株产生诱导系统抗性（ISR），同时接种病原菌和生防菌，植株同时诱导产生了SAR抗性和ISR抗性，植株抗病能力进一步提高。最后，项目对生防菌SF1的培养基和培养条件进行了优化，使得发酵培养过程中细胞浓度和抑菌活性均明显提高。本项目将为胡麻枯萎病的生物防治提供了理论依据，进一步为胡麻枯萎病专用生物防治剂的开发及其在胡麻种植中的有效施用奠定了基础。