辣椒疫病生物防治技術(shù)研究進展

張愛民，邢丹，楊萬榮，楊紅

（貴州省辣椒研究所，貴陽，550009）

辣椒疫病是由辣椒疫霉菌（Phytophthora capsici）侵染引起的一種毀滅性土傳真菌性病害，目前世界各地均有發(fā)生。我國辣椒種植地區(qū)如四川、貴州、陜西、甘肅、廣東等均有辣椒疫病嚴(yán)重發(fā)生的報道。近年來，為減少辣椒疫病造成的損失，國內(nèi)外在遺傳育種、耕作措施、化學(xué)防治等方面對辣椒疫病的防治進行了大量研究，但目前并未發(fā)現(xiàn)抗病種質(zhì)材料；防治辣椒疫病的農(nóng)業(yè)管理措施較復(fù)雜，大面積生產(chǎn)栽培難以實施；化學(xué)藥劑防治方面取得了一定成效，如目前使用的敵克松、甲霜靈、多菌靈和百菌清等均能有效控制疫病的為害，但長期使用易誘發(fā)病原菌的抗藥性，且大量使用易造成環(huán)境污染，威脅食品安全。針對以上現(xiàn)象，生物防治技術(shù)研究成為熱點，主要包括拮抗菌的篩選、誘導(dǎo)抗性的研究及植物源殺菌劑的提取等方面，筆者對上述研究的現(xiàn)狀進行了簡單總結(jié)與概括，并提出相應(yīng)的問題，以期為今后辣椒疫病的研究工作指明方向。

1 拮抗菌的篩選

拮抗菌是從自然界篩選出來的能抑制病原菌生長的有益微生物。據(jù)報道，細菌、真菌、放線菌中均存在對辣椒疫霉菌有明顯抑制作用的菌株。

1.1 拮抗真菌

自然界中存在許多對植物病原菌具有拮抗作用的真菌，如毛殼菌 （Chaetomium spp.）、曲霉菌（Aspergillus）、木霉菌（Trichoderma spp.）等。 木霉菌是目前研究較為廣泛和深入的拮抗真菌，木霉具有較高的幾丁質(zhì)酶活性、生長繁殖能力強、適應(yīng)性強，廣泛存在于耕作性及非耕作性土壤中。木霉菌對許多植物病原菌具有較強的抑菌活性，這些特性使木霉菌成為被重點研究的拮抗真菌。

木霉對辣椒疫霉菌的拮抗作用研究取得了很大成效。羅曉華[1]從雅安郊區(qū)辣椒種植地的土壤中分離到58株木霉菌株，共8種，其中桔綠木霉（T.citrinoviride）、哈次木霉（T.harzianum）、擬康氏木霉（T.koningiopsis）和康氏木霉（T.koningii）的非揮發(fā)性物質(zhì)對辣椒疫霉菌菌絲有較強的抑制作用，其平均抑制率分別達到56.4%、69.1%、67.2%、63.6%。顯微結(jié)構(gòu)觀察發(fā)現(xiàn)，桔綠木霉、擬康氏木霉和康氏木霉與辣椒疫霉菌對峙培養(yǎng)時，木霉菌絲對辣椒疫霉菌菌絲有溶解、斷裂、扭曲、纏繞等作用，最終導(dǎo)致菌絲崩解、死亡。胡東維等[2]在研究木霉對辣椒疫霉菌抑制作用的超微結(jié)構(gòu)時也發(fā)現(xiàn)，木霉菌絲能夠纏繞并寄生于疫霉菌絲上，但木霉的重寄生作用受環(huán)境條件影響較大，如培養(yǎng)基成分等，在絕大多數(shù)情況下，木霉菌可直接水解和破壞疫霉菌菌絲，說明木霉抑菌作用的主要機制是直接向外分泌水解酶分解疫霉菌的細胞壁及細胞質(zhì)，而不是重寄生作用。肖淑芹等[3]的研究也發(fā)現(xiàn)，木霉對辣椒疫霉菌有重寄生和競爭作用，并且木霉還可產(chǎn)生幾丁質(zhì)酶、β-1，3-葡聚糖酶和纖維素酶等細胞壁降解酶。

在其他真菌中也存在對辣椒疫霉菌具有良好拮抗作用的種群，如涂璇[4]通過室內(nèi)拮抗和盆栽生物試驗，從26株供試毛殼菌中篩選出對辣椒疫霉菌具有較好抑制效果的木毛殼菌10株；馬艷等[5]篩選得到1株對辣椒疫霉菌具有拮抗作用的真菌 F-310，其對辣椒疫霉菌菌絲生長具有很強的抑制作用，而盆栽試驗表明，土壤同時接種 F-310菌株及培養(yǎng)濾液，對辣椒疫病的防治效果可達到64.5%。

1.2 拮抗細菌

細菌是自然界中數(shù)量最多的生物群體，它們體型極小、結(jié)構(gòu)簡單，存在于各類環(huán)境中，在拮抗菌的研究中具有重要地位。

梅新蘭等[6]從98株拮抗菌株中篩選出2株高效拮抗菌株HL-3和LZ-8。通過形態(tài)觀察、生理生化特性研究和16S rDNA序列分析，確定兩者分別為多粘類芽孢桿菌（Paenibacillus polymyxa）和短小芽孢桿菌（Bacillus pumilus），對辣椒疫霉菌菌絲生長抑制率分別為72%和68%；盆栽試驗表明，HL-3和LZ-8對辣椒苗期疫病的防治效果分別為72%和83%。另外，通過Compost tea培養(yǎng)基復(fù)篩及抑菌譜試驗研究發(fā)現(xiàn)，2株菌株均可在貧營養(yǎng)條件下良好生長，并且具有廣譜抗性。

王永宏等[7]從昆蟲病原線蟲體內(nèi)分離得到2個具有較高殺蟲和抑菌活性的共生菌菌株：YL001（Xenorhabdus nematophila）和 YL002（X.bovienii）。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，2個菌株的初生型對不同的植物病原菌具有一定的殺菌活性，對辣椒疫霉菌的抑制作用最強。在進一步的研究中發(fā)現(xiàn)，YL002對引起番茄植株腐爛的灰霉病菌（Botrytis cinerea）和引起辣椒疫病的辣椒疫霉菌有很好的防治效果[8]。

Fang等[9]通過細菌懸浮液蘸根的方法研究發(fā)現(xiàn)，細 菌 菌 株 CCR04、CCR80、GSE09、ISE13 及 ISE14能夠有效抑制辣椒疫病的發(fā)生，并能提高辣椒單果質(zhì)量及增加坐果數(shù)。邱思鑫等[10]從茄科作物體內(nèi)分離到19株對辣椒疫霉菌具有較好拮抗作用的細菌菌株，試驗結(jié)果表明，防病作用最佳的 TB2菌株菌液噴霧處理辣椒植株后接種病菌，4～10 d后對辣椒果實疫病的防治效果達55.56%～100%。徐劉平等[11]從1 000余株根圍促生細菌中篩選出 Bacillus cereus NJ02作為辣椒疫病的生物防治因子，室內(nèi)試驗發(fā)現(xiàn)它對辣椒有促生作用，施用生防菌 NJ02+化學(xué)藥劑代森·錳鋅，60 d后其對辣椒疫病的防效達85.45%，效果優(yōu)于單獨使用生防菌NJ02及代森錳鋅。

1.3 拮抗放線菌

土壤是放線菌的天然生存場所之一，從土壤中分離具有拮抗性的放線菌是目前拮抗菌篩選的重要途徑之一。

經(jīng)過無菌土紙缽初篩和未滅菌自然土盆栽復(fù)篩試驗，涂璇等[12]從108株放線菌中篩選出2株對辣椒疫霉菌拮抗效果最好的菌株0108和0110，盆栽條件下，接種0108和0110拮抗放線菌14 d后相對防效分別達到75%和81%，21 d后相對防效分別達到65%和56%，且2株拮抗放線菌都能通過影響辣椒根系微生物數(shù)量控制辣椒疫霉菌的生長繁殖，降低辣椒疫霉菌對根系的侵染，并對辣椒根系生長有顯著促進作用。司美茹等[13]在研究36株生防放線菌對4種病原真菌的拮抗作用時發(fā)現(xiàn)，對辣椒疫霉菌具有抑制作用的有30株，具有競爭抑制作用的有19株，其中效果最好的菌株對辣椒疫霉菌的抑制率達78.5%。蔡艷等[14]采用平皿體外篩選法在皿內(nèi)分離到對辣椒疫霉菌有明顯拮抗作用的放線菌17株，對辣椒疫霉菌的抑菌圈直徑為11～35mm，通過盆栽復(fù)篩獲得7株有較好拮抗效果的放線菌，其中28G14的田間和盆栽防效良好。何娜等[15]從1 261株五指山放線菌分離菌株中隨機挑選出511株菌株進行抗辣椒疫霉菌和香蕉枯萎鐮刀菌4號小種平板抑菌活性篩選，篩選出84株對辣椒疫霉菌有拮抗活性的菌株。

2 誘導(dǎo)抗性的研究

除了自身具有的天然屏障，植物已經(jīng)進化產(chǎn)生了不同的誘導(dǎo)防衛(wèi)機制來保護自身免受病原菌侵害。植物誘導(dǎo)抗病性，又稱系統(tǒng)獲得抗性或植物免疫，是植物受一定的激發(fā)子（生物的或化學(xué)的）刺激后，對隨后的病原菌侵染表現(xiàn)既快又強的防衛(wèi)反應(yīng)。在誘導(dǎo)辣椒抗疫病性方面，已經(jīng)取得了一定成果。Lee等[16]在辣椒上先接種煙草花葉病毒（Tobaccomosaic virus，TMV），再接種辣椒疫霉菌的游動孢子，發(fā)現(xiàn)辣椒的發(fā)病程度小于對照，從接種葉片中分離到PR1和PR5蛋白，表明接種TMV后誘發(fā)辣椒產(chǎn)生系統(tǒng)獲得抗性 （System acquired resistance，SAR）。 有研究表明，β-氨基丁酸（BABA）能夠抑制辣椒疫霉菌菌絲生長及孢子萌發(fā)，BABA處理后的辣椒植株形成細胞壁乳突，能有效抵抗病菌侵入，另外，植株水楊酸（SA）含量升高，可能與誘導(dǎo)辣椒產(chǎn)生PR蛋白有關(guān)[17，18]。毛愛軍等[19]研究發(fā)現(xiàn)，水楊酸能顯著提高辣椒的抗疫病性，SA處理的最佳濃度范圍為0.15～0.13 g/L，處理后 1～5 d接種辣椒疫霉菌，辣椒植株開始表達出較高的誘導(dǎo)抗性，這種抗病作用可持續(xù) 20 d以上。Silvar等[20]在辣椒植株上接種番茄枯萎病菌（Fusarium oxysporum f.sp.lycopersici，F(xiàn)OL）后再接種辣椒疫霉菌，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與對照相比，其莖稈和根中的病原菌含量存在差異，被FOL誘導(dǎo)處理的辣椒葉片中未檢測到病原菌；PCR檢測發(fā)現(xiàn)與防御有關(guān)的PR-1蛋白、β-1，3-葡聚糖酶、幾丁質(zhì)酶、過氧化物酶和倍半萜環(huán)化酶5個編碼基因表達水平上調(diào)，并在葉片中發(fā)現(xiàn)極高的mRNA水平。

3 植物源殺菌劑的研究

目前在防治辣椒疫病方面有關(guān)植物源殺菌劑的研究報道極少。Wang等[21]在研究蛇床子素衍生物JS-B的抑菌活性時發(fā)現(xiàn)，該物質(zhì)能顯著抑制辣椒疫霉菌菌絲生長；在辣椒疫霉菌生活周期的不同階段具有明顯的抑制作用；對菌絲干質(zhì)量及孢子萌發(fā) 的 EC50值 分 別 為 43.74、86.03 mg/mL；添 加100 mmol/L的葡萄糖后發(fā)現(xiàn)，JS-B能有效抑制辣椒疫霉菌游動孢子的釋放；超微結(jié)構(gòu)研究發(fā)現(xiàn)，JSB能破壞大部分線粒體、細胞核的凝聚性；盆栽試驗也表明，JS-B對辣椒疫霉菌有較強的抑菌活性。

林述平等[22]在室內(nèi)比較了丁子香酚和甲霜·霜霉威對辣椒疫霉菌菌絲生長的抑制效果，結(jié)果表明，丁子香酚可溶液劑的效果較好，其EC50值為0.085 1 g/mL，而甲霜·霜霉威可濕性粉劑對辣椒疫霉菌的EC50值為23.845 1 g/mL。萬紅娟等[23]采用不同提取劑提取旋覆花不同部位的有效成分，通過生長速率法、孢子萌發(fā)法及盆栽試驗證明，旋覆花的花提取物對辣椒疫霉菌的抑制作用最佳，其中乙酸乙酯提取物對菌絲生長抑制率達100%。

蘇莉[24]在研究大蒜鱗莖粗提物對辣椒疫霉菌的抑制效應(yīng)時發(fā)現(xiàn)，大蒜鱗莖粗提物濃度與其對辣椒疫霉菌菌絲生長抑制率及孢子萌發(fā)抑制率成正比，提取物濃度為75mg/mL時對辣椒疫霉菌孢子萌發(fā)的抑制率為100%，當(dāng)濃度增大到150 mg/mL時能夠完全抑制菌絲生長；離體葉片接種法和苗期防治試驗表明，在一定濃度范圍內(nèi)，隨著濃度的升高，大蒜粗提物對辣椒疫霉病的防治效果增強，粗提物對抗病品種的防治效果比感病品種好，但差異不大；大蒜粗提物防效與對照58%甲霜靈500倍液相當(dāng)或略高。經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn)，大蒜粗提物處理的辣椒疫霉菌菌絲發(fā)生畸變，菌絲短而粗、前端分枝增多、菌絲腫大、原生質(zhì)凝集，并且孢子芽管畸形，芽管不正常地變短，這可能是粗提物抑制辣椒疫霉菌所導(dǎo)致。

4 問題與展望

目前來看拮抗菌是辣椒疫病生物防治技術(shù)的重點研究對象，并且有部分拮抗菌菌劑已投入生產(chǎn)應(yīng)用，如木霉制劑。劉云龍等[25]在大田施用哈茨木霉制劑發(fā)現(xiàn)，該制劑對辣椒疫霉菌和尖鐮孢引起的辣椒根腐病有一定防效，并且能夠促進辣椒生長，提前開花坐果，產(chǎn)量提高15%左右。但拮抗菌劑的應(yīng)用還存在一些問題：拮抗菌在不同的環(huán)境條件下可能會產(chǎn)生一定的變異，這種變異是否影響其防效還有待研究；拮抗菌對土壤中其他微生物是否有影響還不確定，蔣志強等[26]研究認為，引入生防微生物對土壤沒有長期影響，但不同微生物的生理特性不同，因此在生防產(chǎn)品注冊登錄之前仍然需要對其做相應(yīng)的風(fēng)險評估。

植物源殺菌劑具有無毒、易分解、無殘留等特點，近2 a來，越來越多的研究者已將目光轉(zhuǎn)移至此，有關(guān)其防治小麥、棉花、水稻等作物常見病害的研究較多，也有許多植物源殺蟲劑已投入生產(chǎn)應(yīng)用，如蛇床子素等，但在防治辣椒疫病方面，植物源殺菌劑的研究甚少，并且多數(shù)研究還只是停留在植物粗提物的室內(nèi)防效方面，今后要研究的內(nèi)容還很多，如植物粗提物中起殺菌作用的具體成分，一般來說起殺菌作用的物質(zhì)是植物次生代謝物，如苯丙素類、醌類、黃酮類、單寧類、萜類、甾體及其甙、生物堿等，但不同植物的有效成分不盡相同，對此應(yīng)進行具體研究；植物源殺菌劑的開發(fā)應(yīng)用，在進行基礎(chǔ)研究的同時應(yīng)該盡可能早地研究其生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)流程等，盡早將其應(yīng)用于生產(chǎn)實踐。

[1]羅曉華.雅安郊區(qū)辣椒生長期土壤中木霉種群分布及其對辣椒疫霉病的生防研究[D].成都：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，2003：5-6.

[2]胡東維，王源超，徐穎.木霉對辣椒疫霉菌抑制作用的超微結(jié)構(gòu)與細胞化學(xué)[J].菌物系統(tǒng)，2003，22（1）：95-100.

[3]肖淑芹，薛春生，曹遠銀.辣椒疫霉菌拮抗木霉菌的篩選及抑菌機制研究[J].北方園藝，2011（5）：26-28.

[4]涂璇.辣椒疫霉生防菌篩選及生防菌劑應(yīng)用研究[D].西安：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2004：5-6

[5]馬艷，常志州，朱萬寶，等.拮抗真菌F-310對辣椒疫霉菌的抗生活性及防效[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報，2004，20（3）：180-183.

[6]梅新蘭，趙青云，譚石勇，等.辣椒疫病拮抗菌株篩選、鑒定及其防效[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2010，21（10）：2 652-2 658.

[7]王永宏，張興.2株昆蟲病原線蟲共生菌的分離與初步分類鑒定[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2006，34（12）：174-180.

[8]Fang X L,Li Z Z,Wang Y H,et al.In vitro and in vivo antimicrobial activity of Xenorhabdus bovienii YL002 against Phytophthora capsici and Botrytis cinerea[J].Journal of Applied Microbiology,2011,111:145-154.

[9]Sang M K,Oh JY,Kim K D.Root-dipping application of antagonistic rhizobacteria for the control of phytophthora blight of pepper under field conditions[J].Plant Pathol,2007,23(2):109-112.

[10]邱思鑫，何紅，阮宏椿，等.具有抑菌促生作用的植物內(nèi)生細菌的篩選 [J].應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報，2004，10（5）：655-659.

[11]徐劉平，郭堅華.生防菌 NJ02防治辣椒疫霉病效果及對辣椒根圍微生物群落的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007（1）：59-61.

[12]涂璇，薛泉宏，張寧燕，等.辣椒疫病生防放線菌篩選及其對辣椒根系微生物區(qū)系的影響[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2007，35（6）：141-146.

[13]司美茹，薛泉宏，余博，等.36株生防菌對辣椒疫病等4種病原真菌的拮抗作用研究[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2005，33（1）：49-54.

[14]蔡艷，薛泉宏，陳占全，等.青海高原東部土壤辣椒疫霉生防菌的初步篩選[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報，2007，16（2）：241-244.

[15]何娜，曾會才，吳慶菊.五指山放線菌分離菌株拮抗活性初步篩選及其分布[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008（8）：83-84.

[16]Lee SH,Lee JY.Indution of resistance by TMV infection in Capsicum annuum against phytophthora blight[J].Korean JPlant Path,1998,14(4):319-324.

[17]Jeun Y C.Immunolocalization of PR-protein P14 in leaves of tomato plants exhibition systemic acquired resistance against Phytophthora infestans induced by pretreatment with 3-aminobutryic acid and preinoculation with tobacco necrosis virus[J].Zeitschrift für Pflanzenkrankheiten und Pflanzenschutz,2000,107(4):352-567.

[18]Dong X.SA,JA,ethylene and disease resiatance in plant[J].CurrentOpinion in Plant Biology,1998(1):316-323.

[19]毛愛軍，王永健，馮蘭香，等.水楊酸等4種誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)辣椒抗疫病作用的研究 [J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004，37（10）：1 481-1 486.

[20]Silvar C,Merino F,Díaz J.Resistance in pepper plants induced by Fusarium oxysporum f.sp.lycopersici involves differentdefence-related genes[J].Plant Biology,2009(11):68-74.

[21]Wang CM,Guan W,Fang S,et al.Antifungal activity of the osthol derivative JS-B against Phytophthora capsici[J].Journal of Asian Natural Products Research,2010,12(8):672-679.

[22]林述平，凌曉曦，鄧召利，等.丁子香酚對辣椒疫霉菌的毒力測定[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報，2011，23（2）：102-103.

[23]萬紅娟，趙特，董紅平，等.旋覆花不同部位提取物對辣椒疫霉菌的生物活性研究 [J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2012，46（3）：313-321.

[24]蘇莉.大蒜（Allium sativum L.）鱗莖粗提物對辣椒疫霉病抑制效應(yīng)及其機理[D].西安：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2008：4-5.

[25]劉云龍，何永宏，張旭東.哈茨木霉對辣椒生長的影響[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2002，17（4）：345-346.

[26]蔣志強，郭堅華.生防菌對土壤微生態(tài)影響的風(fēng)險評估[J].微生物學(xué)雜志，2006，26（1）：85-88.