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植物根际细菌对植物的生长发育非常重要,具有生物肥料或农业土壤改良剂开发应用前景,是众多研究关注的焦点。芽孢杆菌是一类根际促生(PGPR)菌,为革兰氏阳性菌,大多能够促进植物生长,具有防治玉米等作物的多种土传真菌病害,还可以防治蔬菜、水果的白粉病、霜霉病、疫病、灰霉病等细菌和真菌病害。PGPR产生挥发性促生因子有部分研究报道,但PGPR的非挥发性化学促生因子研究较少。本论文通过对7株芽孢杆菌生物活性测试发现,贝莱斯芽孢杆菌WRN031对玉米主根和气生根具有明显的促进作用,与未接种的对照组相比,根长和根鲜重分别相对增加了36.9±2.2%和78.4±18.4%。通过平板稀释法对WRN031与玉米共接种7天后的根际土壤细菌进行分离,结合16S rRNA对菌株进行鉴定,发现WRN031能定殖于玉米根际,表明WRN031是根际促生细菌。为了探究该菌在玉米根部定殖位置,采用电转化方法构建的GFP标记的贝莱斯芽孢杆菌WRNA031。通过共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)对玉米根部GFP-WRN031的定植观察发现,该菌株分别在接种1天和3天后分别定殖于主根和侧根的成熟区。荧光定量表明,随着时间的增加,在7天后成熟区富集的GFP-WRN031达到最高。将该菌株发酵,进一步通过硅胶柱色谱、Sephadex LH-20凝胶柱色谱、高效液相色谱(HPLC)等色谱分离技术,从WRN031乙酸乙酯浸膏分离得到两个非挥发性的内消旋立体异构体3S,4R-乙酰丁二醇(3S,4R-ABD,AQ-1)和3R,4R-乙酰丁二醇(3R,4R-ABD,AQ-2)和。对化合物AQ-1和AQ-2进行定量分析发现,在接种7天后,两个化合物以1:2的比例分泌到玉米的根际土壤中,含量分别为0.76±0.34和1.47±0.66μg/g。进一步对AQ-1和AQ-2及其混合物(v/v=1:2)进行了促植物生长活性、抗菌活性、拒食活性以及线虫毒杀生物活性测试。抗菌活性测试发现,化合物AQ-1和AQ-2仅表现出微弱的抗菌活性,在浓度为512μg/mL时,化合物AQ-1和AQ-2对玉米大斑病菌的抑制率分别为26.12±6.75%,28.11±6.57%,对玉米弯孢叶霉菌抗菌活性分别为26.52±6.21%,36.29±5.39%。促植物生长活性测试发现,玉米幼苗在化合物AQ-1和AQ-2及其混合物(v/v=1:2)处理7天后,与对照组相比均具有促进玉米幼苗根的生长活性。在处理浓度为0.08μg/株时,化合物AQ-1的根长比对照增加了26.4±2.1%;在处理浓度为0.8μg/株时,混合物对根长促进了35.3±1.1%;化合物AQ-2处理后,根长和根重分别比对照组增加了47.6±14.8%和62.4±23.8%。进一步用化合物AQ-1和AQ-2及其混合物(v/v=1:2)筛选水稻幼苗的活性。结果表明,在处理浓度为0.4μg/株时,用化合物AQ-1处理的水稻根长比对照增加了17.4±3.5%;在处理浓度为0.8μg/株时,水稻根长比对照增加了20.7±2.6%;在处理浓度为4μg/株时,用化合物AQ-2处理的水稻根长比对照增加了11.3±2.8%。综上所述,贝莱斯芽孢杆菌WRN031能够定殖于根际成熟区,对植株根部生长有促进作用,是植物根际促生菌。贝莱斯芽孢杆菌WRN031产生的非挥发性物质3S,4R-ABD和3R,4R-ABD能促进植物根的生长,且在根际土壤中检测发现了这两个化合物,表明3S,4R-ABD和3R,4R-ABD为贝莱斯芽孢杆菌WRN031的根际促生活性物质。本论文从非挥发性物质角度揭示了根际促生菌与寄主植物之间的关系,为植物生长调节剂的开发与利用提供了基础。