植物病毒病发生普遍、防治困难,严重危害着农业生产,并在世界范围内造成了巨大经济损失。微生物是抗植物病毒剂研发的重要资源库,从微生物代谢物中分离与筛选抗植物病毒活性物质一直是国内外学者们的研究热点。喀纳斯链霉菌ZX01 (Streptomyces kanasensis ZXO1,以下简称链霉菌ZX01)是西北农林科技大学无公害农药研究服务中心从新疆喀纳斯湖分离得到的一株放线菌,经过前期试验表明链霉菌ZX01菌株代谢物具有较好的抗植物病毒活性。基于此,本论文以链霉菌ZX01为供试菌株,主要从抗烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus, TMV)活性成分分离与鉴定、基因组测序与分析、接合转移体系构建、nsdA阻断突变株构建等方面进行研究,得出以下主要研究结果：(1)采用萃取、吸附层析、离子交换层析等分离技术手段,并结合活性追踪,从链霉菌ZX01代谢物中分离得到了一种具有抗TMV活性的糖蛋白GP-1。该糖蛋白的分子量为8479 Da,多糖和蛋白含量分别为40.23%和54.36%；蛋白部分由15种氨基酸组成,其中酸性氨基酸Asp和Glu含量较高(15.15%和12.63%),碱性氨基酸Arg和Lys含量较低(0.62%和4.88%)；多糖部分由6种单糖组成,分别是甘露糖,木糖,阿拉伯糖、葡萄糖、氨基葡萄糖和半乳糖(0.38：0.14：0.40：2.62：0.10：1.00)；GP-1中同时存在N-糖苷键和O-糖苷键；其二级结构包含20.10%p-折叠,21.70%p-转角和58.30%无规则卷曲,无α-螺旋存在。100℃处理1h对GP-1的二级结构影响不大,但对GP-1的抗TMV活性有较大影响,60℃以下活性稳定,80℃以上活性逐渐丧失。经过质谱分析,GP-1是一个结构较为新颖的糖蛋白。利用超滤、亲和层析及HPLC技术建立了糖蛋白GP-1的快速纯化与检测方法。(2)采用活体和离体方法测定了糖蛋白GP-1的抗TMV活性,结果显示GP-1对TMV具有较强的保护效果,能够较好地阻止TMV侵染寄主植物。钝化试验与电镜试验共同表明GP-1对TMV粒子具有破坏效果,使得TMV丧失侵染能力。另外,GP-1还能抑制TMV外壳蛋白在寄主植物体内的积累,从而减轻发病症状。诱导抗性试验结果证明GP-1能够诱导寄主抗病性,并且随着诱导时间的延长,诱导抗病性先增强后减弱。GP-1处理后,烟草体内的防御酶SOD、PPO和PAL活性均急剧升高,而体内的MDA含量整体下降。(3)利用高通量测序技术对链霉菌ZX01基因组进行测序,最终得到ZX01基因组草图序列总长7,026,279 bp,分布于225 contigs中,G+C含量为73.88%。基因预测得到6245个编码基因,其中4176个蛋白具有明确的生物学功能,1997个蛋白与KEGG库中的蛋白同源,3996个蛋白具有COG分类。ZX01基因组中含有7套核糖体RNA操作元和65个tRNA基因。(4)利用antiSMASH v3.0对链霉菌ZX01基因组中次级代谢物生物合成基因簇进行预测,结果发现了21条次级代谢物的生物合成基因簇,分布于19个contigs中。这些基因簇操纵萜类、聚酮类、磷酸酯类、细菌素类等物质的生物合成。聚酮合酶(PKS)或非核糖体肽酶(NRPS)参与的基因簇有Cluster1、9、16、18和20,这5个基因簇与已知的抗生素合成基因簇相似性较低。半定量PCR结果显示,在一般培养条件下Cluster1、9和20能够正常表达、Cluster18不表达、Cluster16部分表达；经过γ-丁内酯诱导后Cluster 1、9、16、18和20均能表达,其中Cluster9和16超量表达。另外,还对糖基化相关基因和全局调控基因进行了预测,找到了多种糖基转移酶基因和全局调控因子。(5)对接合转移体系中的多种条件进行探索与优化,得了适合链霉菌ZX01遗传操作的接合转移最佳条件：孢子50℃热激10 min,然后37℃孵育2-3 h,供体和受体的比例为10：1,在含有10～30 mM MgCl2的高氏一号培养基平板进行接合转移,培养16～18h后覆盖抗生素,此时的转化效率最高。(6)利用Overlap PCR技术构建了基因重组载体质粒pRV5455 (pKC1139::nsdA UD::KanR),结合使用大肠杆菌ET12567 (pUZ8002),成功阻断了链霉菌ZX01中的全局调控基因nsdA,获得了nsdA缺失的ZX01突变株(ZX01△nsdA)。nsdA缺失不仅会影响链霉菌ZX01菌落形态,提高孢子和菌丝生长量,还能提高糖蛋白GP-1的产量。综上所述,链霉菌ZX01具有较强的天然产物合成能力,在植物病害防控方面具有广泛的应用前景。基因组的测序和遗传转化体系的建立,为该菌株的分子遗传、代谢调控和工程菌构建研究提供了丰富的数据资料,更为工程菌的构建以其在农作物病虫害防控方面的实际应用奠定了较为坚实的基础。