Sr18菌非有机酸杀线虫物质的分离鉴定及作用机理研究

植物线虫的危害日趋严重，对农作物生产构成严重威胁，利用微生物代谢产物开发第二代线虫生防制剂，是当前国内外研究的热点。目前国内外已报道的杀线虫活性物质多为脂溶性，存在水中溶解度较差，大田释放效果不佳的问题。前期筛选到的线虫生防菌株Sr18，经大量活性试验研究证实其代谢产物具有耐热、水溶性、杀线虫谱广以及对番茄、黄瓜、辣椒等根结线虫病害具有防效高、增产作用明显等特点。本项目立足于生产实践的需要，在已有分离实验确定了代谢物中部分杀虫组分的基础上，以生物活性跟踪法为指导，利用超滤及离子交换、吸附分离、凝胶过滤等色谱手段进一步分离制备发酵液中非有机酸类高效杀线虫活性组分，鉴定其结构；并进一步通过高分辨电镜、RFDD-PCR等现代技术手段从细胞及分子水平研究其杀线虫的作用机理，为今后更好的开发利用该菌奠定理论基础。该研究有助于将其开发为具有自主知识产权的新型高效生物杀线虫农药，具重要的理论及实践意义。

利用微生物代谢产物开发第二代线虫生防制剂来防治植物寄生线虫病害是当前国内外研究的热点。本项目组筛选的线虫生防菌株Sr18代谢产物具有活性强、耐热、水溶性、杀线虫谱广等特点，经5吨罐发酵制备的生防制剂经多次温室大棚试验证实可有效控制黄瓜、番茄等根结线虫病害，增产效果明显，显示了今后可开发为新型、高效、安全杀线虫生物农药的巨大潜力。本研究在已有分离试验确定了代谢物中部分杀虫组分的基础上，对发酵液中的非有机酸类活性组分进行了分离鉴定。利用超滤、离子交换及吸附分离等手段将中性组分分离为未吸附组分C1,20%乙醇洗脱组分和30%乙醇洗脱组分三个部分。对未吸附组分C1进行定性检测表明其含氨基的非糖类物质，经凝胶分离得到G1,G2,G3三个组分，利用HPLC对其中的G1-1进行分离制备得到四种物质，并且对其中的SQ-1的结构鉴定谱图进行了较全面解析，SQ-1液质检测结果显示其分子量为284，且根据氮规则确定分子中至少含有两个氮，结合IR及1H-NMR﹑13CNMR结果初步推断SQ-1为一类含氮的物质。对SQ-1～SQ-4四个组分进行对比分析，认为四个组分可能为同分异构体或光学异构体；由于乙醇洗脱的组分极性较大，且在紫外没有吸收峰，通过柱层析及高效液相制备存在困难，因此，通过薄层层析制备色谱的方法对20%乙醇及30%乙醇洗脱组分进行分离制备各得到四部分分离液，经高分辨液质联用仪检测得到质谱图及可能的元素组成，对元素组成相合度高的分子式经SciFinder Scholar检索，排除紫外有吸收峰的相同分子式的结构分子，获得了5组已有报到的结构及2组未见报道的结构，我们将根据这些新的信息进行进一步的分离纯化制备，完成其结构鉴定。Sr18代谢物的杀虫活性是多组分共同作用的结果，本研究利用经初步分离纯化得到的小分子活性组分从松材线虫显微形态学（LM）、超微形态结构学（高分辨场发射SEM及TEM）、生理生化（重要酶的影响）以及应用新一代高通量测序技术结合生物信息学分析方法，进行转录组测序（分子水平）等方面进行了实验研究，为较全面系统的揭示其杀线虫的作用机理奠定了基础。扩充了活性组分的杀虫谱测定和对根结线虫侵染影响的研究。以上研究为加快将其开发为具自主知识产权的广谱高效生物杀线虫农药提供了理论及实验依据。同时还拓展了渤海海洋真菌杀线虫菌种资源分离筛选工作及活性代谢物质的研究，取得了有意义的成果。