枯草芽孢桿菌防治恩施州白術(shù)根腐病研究

摘要：根腐病是造成白術(shù)減產(chǎn)的重要因素，現(xiàn)階段沒有有效的化學(xué)藥劑可以防治根腐病，枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）是植物病害的重要生防細(xì)菌，通過探討枯草芽孢桿菌的生防機(jī)制，為白術(shù)（Atractylodes macrocephala）根腐病提出綠色防治方法。

關(guān)鍵詞：白術(shù)（Atractylodes macrocephala）；枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）；防治；根腐??；恩施州

中圖分類號(hào)：S567.23+3；S482.2+92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2013）19-4648-02

白術(shù)（Atractyodes macrocephala）是菊科多年生草本植物，以根莖入藥，有治脾虛食少、腹瀉、汗出、胎動(dòng)不安等功效[1]，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)證明白術(shù)根莖含有揮發(fā)油、蒼術(shù)酮等，具有降低血糖和利尿的作用，而且對(duì)腸炎有較好的治療效果。白術(shù)在浙江、湖南、貴州、湖北和重慶等地均有種植[2]，隨著白術(shù)藥用價(jià)值的不斷開發(fā)，其經(jīng)濟(jì)效益逐年提高，現(xiàn)在武陵山區(qū)已成為白術(shù)的重要種植區(qū)域。

每年12月下旬至次年2月上旬為白術(shù)播種期，8～9月為花期，9～10月為結(jié)果期，11月可收獲幼苗，然后再移栽，移栽年11月可收獲。即第一年為育苗，第二年才是大面積種植。

1 白術(shù)根腐病發(fā)生和危害

1.1 白術(shù)根腐病發(fā)生和癥狀描述

實(shí)地調(diào)查恩施州白術(shù)根腐病的發(fā)生情況后發(fā)現(xiàn)，該病始發(fā)于每年5月中下旬，隨著溫度升高，濕度增強(qiáng)，植株萎蔫，葉片變皺，和其他植株相比區(qū)別較明顯，植株根部出現(xiàn)半圓形小黑斑；6～7月達(dá)到盛發(fā)期，中上部葉片變黃，主莖變?yōu)楹诤稚挥腥~上部保持綠色，植株根部腐爛，有腥臭味，大部分根部出現(xiàn)濕腐，組織中空，發(fā)病率30%～90%；當(dāng)雨水較多時(shí)，該病可導(dǎo)致田塊減產(chǎn)70%以上；發(fā)病后期為每年的8～9月，整株變褐、天氣干燥時(shí)全葉片干枯，植株易從土中拔出，只剩下表皮和纖維組織，同時(shí)可見根部有白色菌絲。

1.2 白術(shù)根腐病的危害

1.3 白術(shù)根腐病的致病菌

白術(shù)根腐病的致病菌研究是防治的基礎(chǔ)，楊成前等[3]報(bào)道重慶白術(shù)根腐病的主要致病菌為尖孢鐮刀菌（Fusarium oxysporum），指出白術(shù)根腐病為土傳病害。臧少先等[4]報(bào)道白術(shù)根腐病的發(fā)生是3種病原菌導(dǎo)致的。You等[5]研究表明白術(shù)根腐病是由鐮刀菌屬（Fusarium）的真菌類病原菌侵染所致，為土傳病害。趙新林等[6]發(fā)現(xiàn)角擔(dān)菌屬（Ceratobasidium sp.）的真菌類病原菌在恩施的分布范圍、侵染力、發(fā)病速度均高于鐮刀菌屬的，該菌屬的真菌類病原菌已成為恩施州白術(shù)種植區(qū)白術(shù)根腐病的主要致病菌。

2 枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）防治白術(shù)根腐病的必要性和機(jī)制

2.1 枯草芽孢桿菌防治白術(shù)根腐病的必要性

白術(shù)多生于山區(qū)，白術(shù)根腐病的發(fā)生目前沒有有效的防治措施，化學(xué)藥劑治標(biāo)不治本，且易污染水源和土壤，不利于維護(hù)生態(tài)平衡?？莶菅挎邨U菌是革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌，廣泛存在于土壤、植物體表，該菌對(duì)人和其他動(dòng)物無害，而且不會(huì)影響環(huán)境，具有很強(qiáng)的抗菌活性和極高的抗逆能力，因此利用枯草芽孢桿菌防治植物真菌病害是一個(gè)理想的選擇。趙新林等[6]篩選分離一株枯草芽孢桿菌，該菌對(duì)灰霉病、紋枯病、核盤菌（Sclerotinia sclerotiorum）、角擔(dān)菌等均有很好的抑制效果。

2.2 枯草芽孢桿菌防治白術(shù)根腐病的潛能分析

枯草芽孢桿菌作為眾多真菌病害的生防菌，有其獨(dú)特的防治機(jī)理，主要有競(jìng)爭(zhēng)性、代謝產(chǎn)物的拮抗性、誘導(dǎo)抗病性和促生作用[7]。

2.2.1 競(jìng)爭(zhēng)性 競(jìng)爭(zhēng)性主要體現(xiàn)在枯草芽孢桿菌對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的爭(zhēng)奪和生存空間的占領(lǐng)來抑制病原物的發(fā)生和發(fā)展?？莶菅挎邨U菌能在4～40 ℃的范圍內(nèi)生長(zhǎng)，且存在于水、土壤、植物的體表和體內(nèi)，能夠在這些地方大量的增殖，可以有效地干擾植物病原菌侵染植物體表，從而達(dá)到預(yù)防病害發(fā)生的效果。

2.2.2 代謝產(chǎn)物的拮抗性

1）抑菌蛋白。枯草芽孢桿菌在代謝過程中會(huì)產(chǎn)生一些抑制真菌菌絲生長(zhǎng)發(fā)育的物質(zhì)，主要是酶類和活性蛋白，其產(chǎn)生的酶類主要包括幾丁質(zhì)酶、Bacillomycin D synthetase B（607.23 kD）、Bacillomycin D synthetase A（448.21 kD）等。這些抑菌蛋白可以導(dǎo)致真菌菌絲生長(zhǎng)畸形，菌絲潰解。劉振宇等[8]研究表明枯草芽孢桿菌產(chǎn)生的抗菌物質(zhì)導(dǎo)致桑炭疽病的菌絲出現(xiàn)畸形，使細(xì)胞壁破裂，內(nèi)生物質(zhì)泄露。

2）細(xì)菌素。顧覺奮等[9]研究表明枯草芽孢桿菌能夠產(chǎn)生Subtilin和subtilosin兩種細(xì)菌素，其熱穩(wěn)定性強(qiáng)、分子量低、具有強(qiáng)堿性，可以抑制多種真菌菌絲的生長(zhǎng)。其中細(xì)菌素Subtilin的研究比較透徹，其前體結(jié)構(gòu)是56個(gè)Aa小肽，其中24個(gè)Aa是信號(hào)肽。Foldes等[10]證明枯草芽孢桿菌IFS201對(duì)霉菌、酵母等均有抑制效果。

3）抗生素。枯草芽孢桿菌可以分泌伊枯草菌素、表面活性素和抗霉枯草菌素，它們對(duì)真菌和酵母有很強(qiáng)的抑制效果，同時(shí)對(duì)某些致病細(xì)菌也有很強(qiáng)的抑制效果。伊枯草菌素包括A、B、C、D、E家族，有報(bào)道稱和枯草芽孢桿菌同源性很近的解淀粉芽孢桿菌（Bacillus amyloliquefaciens）也可以產(chǎn)生伊枯草菌素，張桂英等[11]研究表明伊枯草菌素對(duì)黑穗病菌有顯著的拮抗效果。

4）促生作用。枯草芽孢桿菌存在于植物的各個(gè)部位，是一類習(xí)居菌，在植物體內(nèi)有很強(qiáng)的適應(yīng)性，胡小加等[12]研究表明枯草芽孢桿菌對(duì)油菜（Brassica campestris）、小麥（Triticum aestivum）等作物苗期有較好的促生作用。蔡學(xué)清等[13]證明枯草芽孢桿菌對(duì)辣椒（Capsicum annuum）有顯著的促生效果，還可以促進(jìn)辣椒體內(nèi)生長(zhǎng)激素的合成，利于植物長(zhǎng)高。

2.2.3 誘導(dǎo)抗病性 枯草芽孢桿菌的誘導(dǎo)抗病性表現(xiàn)在通過產(chǎn)生過氧化氫酶、苯丙氨酸解氨酶（PAL）、超氧化物歧化酶等植物抗性蛋白，從而抵御病原物的侵害，使植物產(chǎn)生抗病性。杜立新等[14]研究發(fā)現(xiàn)BS-208菌株對(duì)番茄灰霉病有很好的誘導(dǎo)抗性，接種BS-208菌株后苯丙氨酸解氨酶、過氧化物酶和多酚氧化酶活性明顯升高。

3 枯草芽孢桿菌使用情況及展望

枯草芽孢桿菌可以有效地抑制病原菌，同時(shí)對(duì)環(huán)境無害，所以在國(guó)內(nèi)外均有科研單位和公司進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)。例如美國(guó)已經(jīng)開發(fā)出枯草芽孢桿菌GB03 用來防治鐮刀菌、曲霉（Aspergillus）等。國(guó)內(nèi)保定瑞谷生物科技有限公司開發(fā)的全水溶枯草芽孢桿菌菌粉在棉花（Gossypium）、小麥、辣椒、番茄（Solanum lycopersium）、玉米（Zea mays）等農(nóng)作物上顯示出很好的防治效果。

綜上所述，枯草芽孢桿菌在理論上已經(jīng)開展了比較詳細(xì)的研究，證明其對(duì)多種植物病原菌有很好的抑制效果，國(guó)內(nèi)外均有成熟的產(chǎn)品，在實(shí)際中得到了廣大用戶的肯定?？莶菅挎邨U菌的生產(chǎn)工藝不復(fù)雜，很多發(fā)酵設(shè)備價(jià)格不高，為未來枯草芽孢桿菌的生產(chǎn)提供了便利的條件，其不污染環(huán)境、對(duì)人畜無害的優(yōu)點(diǎn)，成為防治白術(shù)根腐病的最佳選擇。

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