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稻瘟病(Rice blast)是影响水稻产业可持续发展的毁灭性病害之一,对全球粮食产量构成重要威胁。目前稻瘟病的防治主要依靠抗病品种和化学农药,由于稻瘟病菌生理小种易变异,抗病品种选育时间较长,化学农药的残留污染环境,因此寻找稻瘟病有效的生物防治途径对于粮食安全至关重要。芽胞杆菌由于具有良好的防病促生效果,广泛用于植物病害的生物防治中。本项研究主要筛选对稻瘟病具有防控效果的芽胞杆菌,评价其温室和田间防治效果,并对菌株进行鉴定,探索其生防机制,结果表明:从水稻叶片表面分离获得280株细菌,通过室内快速筛选获得3株对稻瘟病菌抑菌效果较好的拮抗细菌,分别是菌株SYX04、SYX20和S-22。经过辽宁省和福建省5个水稻种植地区2年的田间试验和温室盆栽试验,菌株SYX04对叶瘟的防治效果是71.5%-84.4%,对穗瘟的防治效果是63.5%-83.8%:菌株SYX20对叶瘟的防治效果是73.5%-85.1%,对穗瘟的防治效果是64.0%-85.6%;菌株S-22对叶瘟的防治效果是69.2%-78.3%,对穗瘟的防治效果是61.6%-77.9%。3株菌对水稻植株有较好的促生作用,促进水稻根长、株高、穗重、千粒重。通过细菌形态学、16S rDNA基因序列分析和Biolog检测生理生化特性,鉴定菌株SYX04和SYX20是枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis),菌株S-22是多食鞘氨醇杆菌(Sphingobacterium multivorum)。B.subtilis SYX04和SYX20的发酵液对分生孢子、芽管和附着胞的抑菌率在88.3%以上:无菌上清液的抑菌率在70%以上:80%(NH4)2SO4沉淀粗提物的抑菌效果是70%左右。菌株SYX04导致稻瘟病菌菌丝体皱缩,质壁分离;分生孢子细胞壁溶解,侵染丝畸形。菌株SYX20导致稻瘟病菌菌丝体膨大,细胞壁溶解;分生孢子细胞壁溶解,原生质泄露,侵染丝畸形。5. multivorum S-22发酵液和无菌上清液的抑菌率在65%-70%,致使稻瘟病菌菌丝体缢缩,分生孢子细胞壁穿孔,侵染丝畸形。3株菌均可以形成生物膜,产生蛋白酶、淀粉酶和纤维素酶等生防相关物质。菌株SYX04和SYX20诱导水稻植株过氧化物酶、多酚氧化酶和超氧化物歧化酶的酶活性,可以诱导水稻产生防卫反应。3株菌可以改善水稻根系土壤的营养状况。通过GFP标记研究B.subtilis SYX04和SYX20在水稻植株上的定殖状况,灌根试验证实菌株SYX04和SYX20可以在根部的表皮、外皮层、皮层薄壁细胞、内皮层、中柱鞘和初生维管组织,茎部的表皮、基本组织和维管束系统中稳定定殖;叶片喷施试验表明菌株SYX04和SYX20在叶部的表皮毛、表皮、气孔、薄壁细胞、厚壁组织、泡状细胞和维管束中具有较强的定殖能力,喷施20天后,成熟叶片上回收到的菌落数量在5×106 CFU/g以上,新生叶片上回收到的菌落数量在1×105 CFU/g以上。因此,本试验筛选出的2株枯草芽胞杆菌可以作为生防制剂用来防治我国南方稻区和北方稻区的稻瘟病危害,在水稻产业的可持续发展中对稻瘟病的生物防治具有指导意义。