马铃薯是我国重要的粮食作物,在马铃薯生产中使用具有促生和生物防治作用的内生细菌,不仅可以减少病害的发生,而且可以达到促进生长和增产的效果。课题组前期从马铃薯根内筛选出2株内生细菌(Q2H1和Q2H2)对小白菜具有促生作用。本研究以这两株PI3K抑制剂内生细菌为研究对象,分析其对马铃薯的促生作用机制。1.促生特性试验结果表明Q2H1具有固氮、溶解有机磷、产铁载体、产IAA、产氨能力;Q2H2具有固氮、溶解有机磷、拮抗、产铁载体、产IAA、产氨能力。非生物(p H、温度、盐)胁迫试验表明Q2H1的p H耐受范围5-9,生长适宜温度20-30℃,适宜盐浓度1%-3%,Q2H2的p H耐受范围5-9,生长适宜温度15-30℃,适宜盐浓度1-5%。2.平板拮抗试验表明Q2H2对多种病原真菌具有抑制作用,Q2H1没有拮抗活性。产水解酶试验表明Q2H1具有产蛋白酶能力,Q2H2具有产蛋白酶、纤维素酶、β-1,3-葡聚糖酶能力。Q2H2非挥发性物质和挥发性物质对病原真菌的抑制作用表明菌株Q2H2可以产生抑制多种病原真菌生长的非挥发性物质和挥发性物质。3.马铃薯盆栽促生试验表明接种Q2H1的马铃薯植株鲜重、根重相比对照增加了14.5%(6.83 g)和67.57%(1.5 g),差异显著。接种Q2H2的马铃薯植株根重相比对照增加了44.4%(2.26 g),差异显著。盆栽生物防治试验表明马铃薯接种Q2H2后对枯萎病的防治效果达到49.29%,效果略好于化学药剂防治(39.14%)。4.通过细菌全基因组测序,揭示了两株内生细菌可能的促生和拮抗作用机制。对两株内生细菌进行16S r RNA基因初步鉴定,结果显示Q2H1为Peribacillus sp.,Q2H2为Bacillus sp.。全基因组测序结果表明Q2H1基因组中包含1个大小约为5.65 MB的染色体和3个质粒。ANI及比较基因组分析表明Q2H1被鉴定为Peribacillus frigoritolerans。分析了其基因组中与促生相关的基因,固氮相关的基因可分为三组:固氮(nif U、suf U、sal A和nif S)、氮代谢(nir A、nrt B和nas A)和谷氨酸合成(gln A、glt B、glt B、glt D和gud B)。共注释了5个溶磷基因,即pho U、pst B、pst A1、pst C和pst S来溶解磷酸盐。我们还在Q2H1染色体上发现了一个铁载体基因簇,包括7个基因(即rbs R、rhbf、rhb E、rhb D、rhb C、rhb A、ddc和一个未知基因)。此外产IAA相关基因trp ABCDEFGDPS,次级代谢产物基因簇也被注释。Q2H2基因组中只包含一个约3.96 MB的染色体,ANI及比较基因组分析表明Q2H2被鉴定为Bacillus halotolerans。分析了其基因组中与促生和拮抗相关的基因。固氮相关基因nif S和nif U是固氮酶的重要组成部分。氮代谢途径图中发现了adoptive cancer immunotherapy两条氨生成途径由gud B、roc G、nas D和nas E基因调控。注释到一组pst B、pst A、pst C和pst S编码的磷酸盐转运蛋白,可能与溶磷作用相关。基因fhu C、fhu G、fhu B和fhu D被注释为编码铁复合物转运蛋白,这可能与铁载体有关。trp ABFCDE基因编码IAA合成途径中的相关酶。水解酶相关注释了编码内切葡聚糖酶和α-淀粉酶的egl S和amy E基因,纤维素酶活性相关基因gmu D和gan B,几丁质酶活性相关基因sle L和ydh D。还发现了生物膜合成基因tas A、bsl A和bsl B,挥发性化合物2,3-丁二醇(als D,ilv ABCDEHKY)、寻找更多甲硫醇(met H)、异戊二烯(isp E)可能参与了菌株Q2H2的生物防治机制。