煙草青枯病生物防治研究進(jìn)展

陳　程，黎定軍,2，陳　武

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煙草青枯病生物防治研究進(jìn)展

陳程1，黎定軍1,2，陳武1

(1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，安全科技學(xué)院，長(zhǎng)沙 410128；2湖南廣播電視大學(xué)，長(zhǎng)沙 410004)

綜述了利用無(wú)致病力產(chǎn)細(xì)菌素青枯菌、芽孢桿菌、假單胞桿菌、鏈霉菌、植物性藥物等生物防治因子防治煙草青枯病的作用機(jī)理和研究進(jìn)展，并對(duì)今后生物防治的效果和存在的問(wèn)題進(jìn)行了討論。

煙草；青枯?。晦卓?；生物防治

煙草青枯病(Tobacco bacterial wilt)是一種土傳細(xì)菌性煙草病害，全世界均有分布，在熱帶、亞熱帶這一類(lèi)氣候溫暖的種植地區(qū)發(fā)病極為廣泛，是我國(guó)南方煙草種植區(qū)常見(jiàn)的重要病害。廣東、湖南、福建、貴州及四川等煙區(qū)發(fā)病尤為嚴(yán)重，經(jīng)常給煙葉生產(chǎn)帶來(lái)不可估量的損失[1]。在我國(guó)南方煙區(qū)，青枯病發(fā)病輕的地區(qū)發(fā)病率介于25%~30%之間，發(fā)病重的則達(dá)到80%~100%[2,3]，已成為煙葉生產(chǎn)的毀滅性病害。

煙草青枯病的病理研究和防治方法，是當(dāng)今植物病理學(xué)研究的最熱門(mén)課題之一。煙草青枯病防治一般分為農(nóng)業(yè)防治、選育和栽培高抗品種、化學(xué)防治、生物防治幾大類(lèi)。就目前的效果來(lái)看，農(nóng)業(yè)防治能降低青枯病的發(fā)病率，防止病害蔓延，減輕其對(duì)煙葉生產(chǎn)的危害[4]。使用高抗品種是防治青枯病最經(jīng)濟(jì)有效的方法，但煙株的抗性受很多因素影響，例如我國(guó)的主栽品種K326，隨著種植期延長(zhǎng)，病菌致病力發(fā)生變化，其抗性正在喪失。此外，由于種植區(qū)域的不同，品種的抗性也會(huì)產(chǎn)生差別，例如G28、TI448A，在國(guó)外屬于抗病型，在國(guó)內(nèi)則屬于感病型[5]。在使用化學(xué)農(nóng)藥防治青枯病方面，由于耕作習(xí)慣以及生產(chǎn)自動(dòng)化程度的不一，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家和中國(guó)無(wú)論防治觀念還是實(shí)際研究應(yīng)用水平都存在著比較大的區(qū)別。歐美學(xué)者普遍認(rèn)為目前并未找到有效防治青枯病的化學(xué)藥劑，所以目前用化學(xué)藥劑防治青枯病的效果并不顯著[6~8]，而中國(guó)已經(jīng)在實(shí)際生產(chǎn)中將化學(xué)防治作為控制青枯病的主要技術(shù)手段之一。生物防治具有安全無(wú)公害、長(zhǎng)效等優(yōu)點(diǎn)，是現(xiàn)在植物病害防治中最熱門(mén)的研究方向，將在農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮巨大的作用，并且也將是防治煙草青枯病最經(jīng)濟(jì)、有效、環(huán)保的技術(shù)途徑。我國(guó)在生物防治研究方面起步晚，尤其需要加大力度，充分利用現(xiàn)有生物資源對(duì)煙草青枯病進(jìn)行防治[9]。

1　生物防治的種類(lèi)

目前主要研究包括微生物源的生物防治和植物源的生物防治。

1.1　微生物源的生物防治

1.1.1無(wú)致病力青枯菌菌株的利用

無(wú)致病力菌株最早的應(yīng)用是用發(fā)根土壤桿菌()84菌株防治由根癌土壤桿菌()引起的桃樹(shù)冠癭病。

Chen[10]等用無(wú)致病力產(chǎn)細(xì)菌素的青枯菌(ABPS)121菌株進(jìn)行防治煙草青枯病的試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)用產(chǎn)細(xì)菌素的菌懸液處理煙草的效果明顯好于用不產(chǎn)細(xì)菌素的菌懸液處理煙草的效果。董春等[11]利用無(wú)致病力產(chǎn)細(xì)菌素的青枯菌株Tm3對(duì)青枯菌株Tm46進(jìn)行抑菌試驗(yàn)，認(rèn)為無(wú)致病力產(chǎn)細(xì)菌素的青枯菌株不但具有抑菌能力，而且能誘導(dǎo)植株產(chǎn)生過(guò)敏性反應(yīng)。鄭繼法等[12]利用無(wú)致病力產(chǎn)細(xì)菌素的菌株進(jìn)行防治煙草青枯病的實(shí)驗(yàn)，研究表明，無(wú)毒菌株A3-5對(duì)煙草青枯病的防治效果最好，采取浸根法處理煙株時(shí)，A3-5能延緩病害的發(fā)生，病情指數(shù)與對(duì)照相比降低50%~60%；用多次澆灌法處理時(shí)，A3-5能推遲發(fā)病25 d，病情指數(shù)與對(duì)照相比降低80%。

1.1.2芽孢桿菌的利用

芽孢桿菌(spp.)分離頻率高，易培養(yǎng)、易保存，有效期長(zhǎng)，防治效果好。Sunaina等[13]從馬鈴薯根際分離和篩選出，，和一個(gè)青枯病菌的突變菌株，對(duì)青枯病的防治效果分別達(dá)到66%~83%，27%~70%和24%~71%，并且還具有增產(chǎn)作用，增產(chǎn)效果達(dá)160%，因此相對(duì)于其他生防菌更受青睞。Smith等[14]利用基因工程技術(shù)，將芽胞桿菌的基因插入并進(jìn)行轉(zhuǎn)化，從中篩選出抗青枯病的青枯病菌非致病性突變株。實(shí)驗(yàn)表明，其突變菌株能有效推遲青枯病的發(fā)病時(shí)間。

廣東省微生物研究所[15]采用篩選土壤有益微生物的方法，篩選到1株巨大芽孢桿菌GIM(A)I．001。經(jīng)栽培實(shí)驗(yàn)證明，與對(duì)照組相比，GIM(A)I.001對(duì)青枯病的防治效果達(dá)到84.4%，表明對(duì)青枯病有明顯的拮抗作用。

董春等、尹華群等、劉波、彭細(xì)橋等和羅寬等從煙草作物的根或根部土壤中分離并篩選芽孢桿菌[16~20]，并進(jìn)行了發(fā)病地小區(qū)試驗(yàn)和網(wǎng)室盆栽試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，芽孢桿菌對(duì)青枯病菌都具有較強(qiáng)抑制作用。

1.1.3假單胞桿菌的利用

假單胞桿菌屬()細(xì)菌一般在植物根圍土壤中大量增殖，對(duì)植物有促進(jìn)生長(zhǎng)、抑菌抗病的作用。

羅寬等[21]從番茄、煙和木麻黃根周?chē)寥乐蟹蛛x出的606個(gè)菌株中篩選出了對(duì)番茄、煙草青枯病有一定防治效果的拮抗菌94a和22a。

日本W(wǎng)akimoto[22]用一個(gè)無(wú)致病力菌株防治番茄青枯病，取得了良好的效果，實(shí)驗(yàn)證明該菌株為穎殼假單胞菌()。印度Anuratha和Gnanamanickam[23]進(jìn)行了許多青枯病的防治試驗(yàn)，用熒光假單胞桿菌()進(jìn)行的試驗(yàn)取得了良好的防治效果，還進(jìn)行了初步的機(jī)理研究。他們認(rèn)為熒光假單胞桿菌產(chǎn)生的抗生素和噬鐵素能比較好的抑制病菌。

郭堅(jiān)華等[24]的研究表明，用J3能有效防治辣椒青枯病，還有良好的增產(chǎn)效果，溫室試驗(yàn)防效達(dá)到91.6%；大田試驗(yàn)移栽40 d后，防效能達(dá)到61.6%。防治機(jī)理研究表明，J3菌株突變株防治青枯病與野生J3菌株相比，防治效果下降了90%，只達(dá)到7.7%，由研究結(jié)果推測(cè)出J3菌株防治青枯病是通過(guò)其在植株根部與致病菌進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)定殖來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

1.1.4鏈霉菌的應(yīng)用

鏈霉素菌產(chǎn)生了自然界70%以上的抗生素，所以他們可以直接用于病害的生物防治。

El-Abyard等[25]將檸檬熒光鏈霉菌()、極美鏈霉菌()和灰白鏈霉菌()3個(gè)鏈霉菌菌株分別制成種衣劑，將種子進(jìn)行處理后，在42～63 d時(shí)間內(nèi)成功的控制了引起的青枯病。謝德齡等[26]經(jīng)過(guò)多年的室內(nèi)和田間試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)能產(chǎn)生一種N-糖甙類(lèi)抗生素，能夠良好的防治水稻白葉枯病、大白菜軟腐病以及馬鈴薯青枯病等細(xì)菌性病害。

1.2　植物源的生物防治

鄧正平等[27]研制防治煙草青枯病的植物性藥劑，開(kāi)展了田間防效試驗(yàn)。選擇大蒜、山蒼籽和黃岑三種植物性藥物，農(nóng)用鏈霉素和煙病克兩種農(nóng)藥進(jìn)行試驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)表明它們的防治效果分別為：大蒜63.80%，山蒼籽70.54%，黃岑20.44%，兩種農(nóng)藥防效均不及山蒼籽和大蒜，但比黃岑好，并且采用大蒜和山蒼子進(jìn)行防治的性?xún)r(jià)比明顯高于其它用于對(duì)比的藥劑。

陳啟建等[28]測(cè)定了26種植物的乙醇提取物在體外對(duì)煙草花葉病病毒的抑制作用，結(jié)果表明，蟛蜞菊、決明和大蒜這3種植物的乙醇提取物能夠很好的抑制TMV在煙草葉片上的增殖。

劉學(xué)端等[29]利用商陸、甘草、連翹等植物的提取物配制成復(fù)配劑MH1 1-4，并在室內(nèi)和田間小區(qū)對(duì)CMV和TMV引起的煙草花葉病進(jìn)行了防治實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明MH1 1-4對(duì)煙草花葉病毒有比較好的抑制作用。

2　生物防治的作用機(jī)理

2.1　無(wú)致病力菌株的作用機(jī)理

無(wú)致病力菌株是利用病菌的近緣無(wú)致病力的種或菌系產(chǎn)生的細(xì)菌素來(lái)抑制致病菌的。而細(xì)菌素是由一種細(xì)菌的某些菌株產(chǎn)生的對(duì)致病力菌株具有殺傷作用，主要成分為蛋白質(zhì)的抗菌物質(zhì)。無(wú)致病力青枯菌株的生防作用,除細(xì)菌素的抑制，自身生長(zhǎng)的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制外,還能夠誘導(dǎo)寄主植物對(duì)病菌的抗性。Lovrekovich等[30]利用無(wú)毒青枯菌株成功誘導(dǎo)出植物的抗病性。何禮遠(yuǎn)等[31]的試驗(yàn)結(jié)果顯示，青枯菌在對(duì)寄主植株侵染時(shí)主要來(lái)自根部，從根部往上植物的抗性會(huì)越來(lái)越低，所以植物會(huì)首先對(duì)根部進(jìn)行防御，形成該現(xiàn)象的機(jī)理還有待考證。

2.2　芽孢桿菌的作用機(jī)理

芽孢桿菌好氧和兼性厭氧，抗逆強(qiáng)，繁殖快，營(yíng)養(yǎng)要求簡(jiǎn)單，易定殖在植物表面，能產(chǎn)生抗逆性?xún)?nèi)生孢子，產(chǎn)生的芽孢有利于生防制劑的生產(chǎn)和儲(chǔ)存，因此，拮抗細(xì)菌研究中的重點(diǎn)就是芽孢桿菌的利用。目前蠟狀芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、多粘芽孢桿菌等在研究和應(yīng)用上都比較成熟。對(duì)于芽孢桿菌的防病機(jī)理，楊合同等[32]通過(guò)用巨人芽孢桿菌菌株B1301防治生姜青枯病的試驗(yàn)，證明B1301是通過(guò)抗菌物質(zhì)以及競(jìng)爭(zhēng)作用達(dá)到防治病害的目的。

2.3　假單胞桿菌的作用機(jī)理

熒光假單胞菌、惡臭假單胞菌、洋蔥假單胞菌是假單胞菌屬用于生防因子最常見(jiàn)的三個(gè)種。它們一般都通過(guò)自己強(qiáng)大的繁殖能力，在根部迅速繁殖，快速生長(zhǎng)，形成強(qiáng)大的保護(hù)體，阻止病原菌的侵染、定殖，還能通過(guò)保護(hù)植物的根部來(lái)促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。

還有研究表明，假單胞桿菌的作用機(jī)理還包括它能在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境和時(shí)間產(chǎn)生噬鐵素。噬鐵素能夠抑制根圍環(huán)境中的有害菌生長(zhǎng)，而且噬鐵素的活性對(duì)植物生長(zhǎng)有直接的促進(jìn)作用。

3　生物防治的效果以及存在的問(wèn)題

目前國(guó)內(nèi)外的專(zhuān)家學(xué)者對(duì)煙草青枯病的生物防治技術(shù)進(jìn)行了大量研究，但是大多數(shù)停留在生防菌的篩選、鑒定與抑菌物質(zhì)的初步分析等方面，且試驗(yàn)范圍主要局限于溫室盆栽和小區(qū)等單一環(huán)境的防效試驗(yàn)。對(duì)于用于大田生產(chǎn)方面的應(yīng)用研究報(bào)道不多，在市面上能夠選擇的以生防菌為有效成分登記的防治植物青枯病的農(nóng)藥還比較少，其中比較常見(jiàn)和成熟的生防制劑“青枯散”，在田間應(yīng)用表明，該制劑對(duì)防治煙草青枯病能夠達(dá)到70%～80%的效果，使用后發(fā)芽勢(shì)強(qiáng)，苗壯，附帶10%的增產(chǎn)效果[33]。拮抗微生物制劑有姜瘟靈(B130菌株)、青枯病生防菌ANTI-8098A、青枯停、酵素菌、克菌康、AR99、保得土壤接種劑、“CPF-10”和2P24等。據(jù)報(bào)道，防效好的AR99、青枯病生防菌ANTI-8098A的防效能夠保持在75%～94%之間；效果稍微弱點(diǎn)的2P24、CPF-10的防效也在60%左右[34~36]。這些微生物活菌制劑對(duì)青枯病的防治在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中總的來(lái)說(shuō)還是比較理想，但效果的不穩(wěn)定因素也比較多，主要體現(xiàn)在不同地區(qū)和不同作物的防效差異比較大，前期防治效果較好而后期防治效果較差的情況時(shí)有發(fā)生。難以利用拮抗菌根治煙草青枯病的原因有以下兩點(diǎn)：其一，生防菌受環(huán)境因素影響大，工業(yè)化生產(chǎn)各項(xiàng)指標(biāo)難以控制，在大田中功效不穩(wěn)定、防治時(shí)間短，起不到徹底防治的目的；其二，青枯雷爾氏菌是一個(gè)土傳病原菌，它分類(lèi)復(fù)雜、易發(fā)生變異，在田間無(wú)論是致病性、生理生化特征、菌體形態(tài)等各方面都存在明顯的多態(tài)性。因此，對(duì)煙草青枯病的生物防治，不能僅僅只依靠單獨(dú)的某一生防因子，應(yīng)該綜合多種措施，如拮抗菌復(fù)配施用、選栽相對(duì)品種和加強(qiáng)田間管理等，以減輕青枯菌對(duì)煙草生產(chǎn)的危害。

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責(zé)任編輯：陳向科

2011-05-25

陳程(1982—)，男，湖南安化人，碩士研究生，研究方向：煙草病蟲(chóng)害防治，Email：8853435@qq.com。

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A

1001-5280(2011)06-0639-04

10.3969/j.issn.1001-5280.2011.06.28