芽孢桿菌在植物病害防治中的應(yīng)用及研究進(jìn)展

陳羽嬌 余朝閣

摘?要：植物病害的發(fā)生和流行嚴(yán)重威脅了農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展，農(nóng)民長期使用化學(xué)藥劑來防治病害，對人們的健康、環(huán)境和食品的安全造成嚴(yán)重的危害。因此，開發(fā)一些天然的、沒有毒性、沒有傷害且對生態(tài)環(huán)境比較有益的生物型農(nóng)業(yè)用藥具有重要意義。芽孢桿菌是一種根圍促生細(xì)菌，在生物型農(nóng)藥的開發(fā)和應(yīng)用中占著很重要的位置，芽孢桿菌可以應(yīng)用于動物養(yǎng)殖方面，可用它作為飼料添加劑進(jìn)行應(yīng)用。并且芽孢桿菌可以產(chǎn)生抗逆性較強(qiáng)的芽孢，分布十分廣泛。并且芽孢桿菌可以固氮解磷，產(chǎn)生一些激素類物質(zhì)，可以促進(jìn)植物的生長發(fā)育，用來防治植物病害，還可以抑制病原微生物，誘導(dǎo)系統(tǒng)產(chǎn)生抗性。

關(guān)鍵詞：芽孢桿菌;應(yīng)用;生物防治;生防菌劑;作用機(jī)制;發(fā)展

中圖分類號：S435?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.11.017

作者簡介：陳羽嬌（1999-），女，沈陽人，本科在讀，專業(yè)：植物保護(hù)。

通訊作者：余朝閣（1973-），男，沈陽人，博士，副研究員，研究方向：設(shè)施蔬菜栽培與病害防治。

0?引言

對于植物病害的防治，主要的實(shí)施策略就是施用農(nóng)藥，見效快、價格便宜、殺菌譜廣泛。但是給人類和環(huán)境帶來的后果并不是很友好，因此，生物防治逐漸進(jìn)入了人們的視野，屬于對生態(tài)環(huán)境和人類的健康都沒有危害的一種防治方法。使用有益微生物和一些中間產(chǎn)物用于治理病蟲草害能取得顯著效果，其中芽孢桿菌屬的細(xì)菌生長速度快，營養(yǎng)需求不復(fù)雜，抗逆性強(qiáng)，容易在植物表面存活，不僅對人畜沒有危害，且不會污染環(huán)境，使用過程中也非常的方便，符合綠色食品的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，提高了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。芽孢桿菌是一種極具潛力的生防微生物[1-3]。

1?芽孢桿菌的應(yīng)用

1.1?芽孢桿菌的生物防治應(yīng)用

芽孢桿菌可以增加作物種子萌發(fā)的機(jī)率，提高農(nóng)業(yè)作物及田園的產(chǎn)量，增強(qiáng)作物的正常生長發(fā)育狀態(tài)，用于農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)使用，能產(chǎn)生很多根際微生物從而有效防治病蟲草害，促進(jìn)作物生長。芽孢桿菌和假單胞菌是應(yīng)用最多的兩種微生物，可以促進(jìn)多種植物的生長發(fā)育。芽孢桿菌對紫外線輻射有很強(qiáng)的抗逆能力，能抑菌防治病害，具有增產(chǎn)的作用?？莶菅挎邨U菌可以分泌植物生長激素，細(xì)胞外肌醇六磷酸酶，BS-208菌株分泌的抑制菌體生長物質(zhì)能夠防止孢子萌發(fā)和真菌細(xì)絲的繁殖。目前為止，生物防治的芽孢桿菌有短小芽孢桿菌、蠟質(zhì)芽孢桿菌等，在芽孢桿菌上接種赤霉真素激素和吲哚乙酸，可以提高番茄和辣椒幼苗的植株高度，增加地上部分的表面積[4]。芽孢桿菌可以與生物制劑一起混用，促進(jìn)番茄和辣椒的生長，防病效果增強(qiáng)，促進(jìn)根系的生長。使用地衣芽孢桿菌浸泡辣椒種子，可以減少發(fā)病率，提高成活率。

1.2?芽孢桿菌生防菌劑

很多企業(yè)已經(jīng)生產(chǎn)出了精良的芽孢桿菌生防菌劑，目前已經(jīng)有4個枯草芽孢桿菌生防細(xì)菌植株得到了國家認(rèn)證，主要用于豆類、麥類、花生根腐病，還有的用來防治枯萎病。我國應(yīng)用芽孢桿菌來治理植物病蟲草害已經(jīng)獲得了巨大的突破，利用芽孢桿菌對水稻紋枯病防治已經(jīng)持續(xù)了很多年，相對比較穩(wěn)定。

2?芽孢桿菌在植物病害中的作用研究

2.1?芽孢桿菌的作用機(jī)制

第一是抑抗作用，芽孢桿菌能夠形成防菌的物質(zhì)，使細(xì)胞發(fā)生畸變，抑制孢子萌發(fā)[5]。有報(bào)道稱一個枯草芽孢桿菌可以分泌水溶性抗菌物質(zhì)，大部分都是蛋白質(zhì)類的小分子抗生素，也有脂肽類的抗生素。芽孢桿菌產(chǎn)生的細(xì)菌素可以抑制真菌細(xì)菌的植物病害。從枯草芽孢桿菌中試驗(yàn)測試出了一種范圍非常廣的抗真菌肽，對瓜果的腐霉病菌，水稻稻梨孢有很大的抑制作用。幾丁質(zhì)酶為植物病原細(xì)菌真菌的細(xì)胞組成成分，可應(yīng)用含有幾丁質(zhì)酶的小細(xì)菌生產(chǎn)殺真菌，利用細(xì)菌劑可以培養(yǎng)出防病特性的一些轉(zhuǎn)基因作物[6]。

第二是競爭作用，競爭作用主要是涵蓋了空間位點(diǎn)和營養(yǎng)物質(zhì)競爭，枯草芽孢桿菌BS菌株活菌液使用營養(yǎng)競爭的方式，防治棉花枯萎病的發(fā)生。玉米體內(nèi)的芽孢桿菌可以在植物體內(nèi)快速繁殖，占領(lǐng)病原菌的生態(tài)位點(diǎn)，減少植物病害的毒素增加，從而防治病害。

第三是誘導(dǎo)植物獲取系統(tǒng)抗性，不同的芽孢桿菌可以誘導(dǎo)不同的植株獲取抗性，這些抗性對于病害都有不同的防治效果。芽孢桿菌作為植物細(xì)胞激活劑，誘導(dǎo)植物獲得抗性[7]，主要的作用機(jī)制是組織木質(zhì)化增加細(xì)胞屏障和生產(chǎn)植保素，可以共同防治真菌、細(xì)菌病害，讓植物免受病害的侵染，可以促進(jìn)作物的生長減少病害帶來的損失。

2.2?芽孢桿菌的發(fā)展

轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展給生防制劑帶來了快速的發(fā)展機(jī)會，利用基因技術(shù)提高生防細(xì)菌的活性，使產(chǎn)品增加了可預(yù)知性。一些成熟的菌株已被開發(fā)成生防菌劑。生物防治產(chǎn)品的作用效果主要是在該范圍內(nèi)的穩(wěn)定和持久性，同時應(yīng)深入研究生防菌的安全性，特別是轉(zhuǎn)基因微生物在農(nóng)作物中的應(yīng)用，充分了解它的安全性，才能被廣泛應(yīng)用[8]。

盡管現(xiàn)在使用化學(xué)農(nóng)藥在防治中還占據(jù)著很重要的地位，但芽孢桿菌生物殺菌劑對于植物很多種的病害有較強(qiáng)的拮抗作用，對人類健康比較安全，且不會產(chǎn)生抗藥性。這種方式更符合現(xiàn)代植物病害的防治及農(nóng)業(yè)的發(fā)展，它可以單獨(dú)的使用，也可復(fù)配使用，例如化學(xué)農(nóng)藥與植物源殺菌劑配合使用等。達(dá)到減少病害的防效，且作用方式也比較持久，可多種病害一起防治，芽孢桿菌應(yīng)用生防菌劑，比其他的微生物更加具有發(fā)展?jié)摿?，市場前景也較為廣闊[9]。我國的芽孢桿菌抗菌物質(zhì)的分離純化研究機(jī)制已經(jīng)有了豐富的經(jīng)驗(yàn)，抗菌作用的分子機(jī)制，以及拮抗作用積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，但與其他國家相比還有待提高，開發(fā)應(yīng)用還需完善。隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的不斷進(jìn)步，芽孢桿菌對植物病害的生物防治研究也在加強(qiáng)，新的技術(shù)和產(chǎn)品逐漸涌入市場，在我國，利用芽孢桿菌防治植物病害已經(jīng)投入生產(chǎn)的商品有很多，例如：百抗、麥豐寧等，產(chǎn)生的抗菌活性物質(zhì)也備受關(guān)注[10]。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用過程中，芽孢桿菌促進(jìn)農(nóng)作物的生長發(fā)育，抑制了水稻和小麥紋枯病病原菌的發(fā)生，還可以在一定程度上有效提高黃瓜的耐鹽堿能力，在鹽的脅迫作用下，芽孢桿菌可以加速植株對礦質(zhì)元素的吸收，打破離子平衡。對番茄、玉米、馬鈴薯等的病害也有一定的防治效果。

3?總結(jié)

近年來，我國對于芽孢桿菌的發(fā)展和應(yīng)用有了豐富的經(jīng)驗(yàn)，對于此菌的重視程度也隨之增大，但是該研究的技術(shù)水平還不精練嫻熟，還有待提高。隨著現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，利用芽孢桿菌抗逆性強(qiáng)、容易保存、耐高溫高壓等特點(diǎn)，應(yīng)用和開發(fā)芽孢桿菌將會研究出新的產(chǎn)品和技術(shù)。對生物型農(nóng)藥的開發(fā)也提供了便利條件。芽孢桿菌也可作為飼料的添加，芽孢桿菌中的芽孢活性成分高，代謝繁殖速度快，并對較差環(huán)境有著很強(qiáng)的抵抗能力，有效高的推廣和應(yīng)用價值。

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