生防蜡质芽孢杆菌的全基因组抗病、促生功能分析及关键基因的功能验证

专利菌株蜡质芽孢杆菌AR156可高效防治蔬菜根结线虫病，正与企业合作进行临时登记；前期对该菌株的抗病、促生表型进行了机理初探，已完成全基因组序列测定，发现spoOA等基因与生防能力相关。为进一步从基因水平深入解析其功能，本项目拟应用比较基因组学方法，与已知序列芽孢杆菌，尤其是植物促生菌Bacillus amyloliguefaciens FZB42全基因组进行比较；从细菌-植物互作相关性和植病生防相关性的角度，对该菌中芽孢杆菌共有、广泛利用并运输植物分泌物、竞争性定殖、抑制根结线虫等病原、诱导抗病及促进植物生长等方面进行分析，预测该菌株的各功能基因和基因簇。在此基础上选取1-3个生防关键基因，构建突变体和互补突变体，并与野生型菌株进行活体功能比较，针对性地进行关键基因的功能验证，为进一步挖掘新的生防功能基因和菌株打下基础。最终为解决土地过度利用造成的连作障碍、食品安全等一系列问题做出贡献。

专利菌株蜡质芽孢杆菌AR156可高效防治蔬菜根结线虫病，目前已经拿到临时登记证；本项目完成了对该菌株的全基因组序列测定，本项目应用比较基因组学方法，与已知序列芽孢杆菌，尤其是植物促生菌Bacillus amyloliguefaciens FZB42全基因组进行比较；从细菌-植物互作相关性和植病生防相关性的角度，对该菌中芽孢杆菌共有、广泛利用并运输植物分泌物、竞争性定殖、抑制根结线虫等病原、诱导抗病及促进植物生长等方面进行分析，发现spoOA、几丁质酶、蛋白酶等可能与生防能力相关的基因。在此基础上选取flagk，sinI，sinR等与生物膜形成关键基因，构建突变体和互补突变体，并与野生型菌株进行活体功能比较，针对性地进行关键基因的功能验证，为进一步挖掘新的生防功能基因和菌株打下基础。同时，我们研究了AR156诱导番茄以及拟南芥对DC3000的抗病性。研究发现AR156通过SA以及JA/ET途径，通过NPR1诱导植物抗病性。并且能够通过影响POD,SOD,CAT等酶活性，通过影响MDA、脯氨酸含量等影响细胞膜的通透性，以及核糖体大小亚基的活性发挥其抗旱作用。此外，我们还对其产业化剂型进行了初步探索。结果表明，AR156在5%蔗糖溶液的保护作用下，其冷冻干燥后的存活率仍然有100%，在NFSM溶液中的再水化效率也高达90%以上，而且在保存12个月之后，其活菌溶度仍然能够达到3.9×108CFU/ml。