生物防治在杧果病害上的研究進展

葉子，夏楊，高愛平，羅睿雄，蒲金基*，張賀

（1.海南大學(xué)植物保護學(xué)院，海南?？?570228；2.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部熱帶作物有害生物綜合治理重點實驗室/海南省熱帶農(nóng)業(yè)有害生物監(jiān)測與控制重點實驗室，海南?？?571101；3.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所，海南海口 571101）

杧果因果形美觀、營養(yǎng)豐富、風(fēng)味獨特被譽為“熱帶水果之王”，杧果樹是世界上重要的果樹之一[1]。杧果在生長過程中易受到病害的影響，病害是限制杧果產(chǎn)量的一大因素，在我國各杧果種植區(qū)均有發(fā)生，貯運期病果率一般為30%～50%，有的甚至可達100%[2]，嚴重影響了杧果的生產(chǎn)，造成不可挽回的經(jīng)濟損失。

病原菌對杧果侵染造成的腐爛，直接影響其質(zhì)量和經(jīng)濟效益。目前，有關(guān)杧果病害防治的方法多為化學(xué)方法。長期以來，多菌靈、甲基硫菌靈、代森錳鋅、氟硅唑等殺菌劑被大量應(yīng)用在杧果真菌性病害的防治上[3-4]，但因長期單一使用某一類農(nóng)藥而導(dǎo)致病原菌產(chǎn)生抗藥性，化學(xué)殺菌劑的防治效果不理想。張胡煥[5]、張令宏等[6]通過對杧果炭疽菌抗藥性的研究發(fā)現(xiàn)，該菌對多菌靈、三唑酮等殺菌劑產(chǎn)生了不同程度的抗藥性。為控制杧果病害，尋求安全、有效的方法進行防治，植物提取物、拮抗微生物以及誘抗劑日漸成為病害防治的研究熱點。鑒于此，筆者從生物防治在杧果病害防治中的研究現(xiàn)狀出發(fā)，闡述了生物防治方法的應(yīng)用和優(yōu)勢，分析了防治中存在的問題，并展望了生物防治在杧果病害防治未來的發(fā)展方向，為提高杧果病害生物防治效果奠定基礎(chǔ)。

1 杧果病害的生物防治措施

傳統(tǒng)的生物防治是以一種或一類生物抑制另一種或另一類生物，即利用生物之間的拮抗作用，通過選用對自然與人類無害的微生物來抑制病原菌的生長，從而達到控制病害的目的?，F(xiàn)代意義上的生物防治，除了利用微生物拮抗作用外，還涉及通過對生物環(huán)境的調(diào)控來實現(xiàn)病害防治的目的，包括拮抗微生物、病原體與微生物環(huán)境之間的相互作用與影響。生物防治在杧果病害上的應(yīng)用，是通過引入植物提取物、生防菌劑或拮抗微生物、誘抗劑使杧果在田間或采后貯藏過程中，能夠抑制病原生物生長繁殖，從而控制果實病害的發(fā)生[7]。

1.1 植物提取物防治

植物體內(nèi)含有許多具有抑菌活性的次生代謝物質(zhì)，且病蟲不易產(chǎn)生抗性，因而對植物源抗菌活性物質(zhì)的研究備受重視。何衍彪等[8-9]的離體測驗表明，在20 種植物丙酮提取物中，石菖蒲、飛機草、艾草、陽春砂對杧果病害的抑制作用最為顯著，其中石菖蒲的提取物在50 mg DW/mL濃度下對杧果病菌的抑制率高達98%。胡美姣等[10]在研究中發(fā)現(xiàn)，72 種中草藥的丙酮提取物對杧果病害的病原菌菌絲體生長的平均抑菌率為34.80%，其中大茴香和肉桂丙酮提取物的抑菌率均大于90%，有16 種中草藥提取物的抑菌率大于50%。另外，五倍子、黃芪和丁香的提取液對杧果病原真菌起到很好的抑制作用[11]。丘麟等[12]的研究顯示，在21 種植物的甲醇提取物中，水茄提取物對杧果炭疽病菌抑菌活性最好，處理后5 d 的抑制率為69.74%；抑菌活性相對較高的還有甘草、深山含笑、大楊柳、側(cè)柏、油茶提取物，其抑制率分別為47.99%、51.32%、56.30%、40.53%、53.35%，其余植物提取物的抑菌活性較弱。何書婷等[13]通過菌絲生長速率法設(shè)置試驗，表明5 種入侵植物提取物對杧果病菌的菌絲生長均有抑制作用，其中馬纓丹提取物與假臭草提取物對杧果病原真菌的抑制作用最好。結(jié)果分析表明，馬纓丹提取物對杧果炭疽菌和杧果蒂腐菌的EC50值分別為17.86、10.39 g/L。假臭草對兩種病原菌的抑制效果基本一致，EC50分別為14.69、14.77 g/L。在50 g/L 濃度條件下，上述兩種植物提取物對杧果病原真菌的抑菌效果均在60%以上，表明這兩種入侵植物在杧果病原真菌防治方面均具有開發(fā)潛力，其中以假臭草為最佳。

1.2 拮抗微生物防治

1.2.1 拮抗真菌

目前已從植物和土壤中分離出多種具有拮抗作用的真菌，對杧果采后腐爛有明顯抑制作用。張詒仙[14]的研究表明，對杧果病害有很強拮抗作用的青霉屬菌株中，瓦克青霉的拮抗作用最強。Lakshmi 等[15]將哈茨木霉接種在杧果果實上，分別在4 d 和8 d 測量計算，得到哈茨木霉對杧果炭疽菌的抑菌率分別為60.73%和60.52%。

1.2.2 拮抗細菌

芽孢桿菌是研究較多的拮抗細菌，該菌所產(chǎn)生的拮抗物質(zhì)除了多肽抗生素、脂肽抗生素、細胞壁降解酶、細菌素，還包括一些未鑒定的拮抗蛋白[16]。Govender 等[17]用45 ℃地衣芽孢桿菌懸浮液在高濕低溫（相對濕度90%、10℃）情況下處理杧果后，顯著降低了杧果采后病害的發(fā)生率。楊勝遠等[18]研究發(fā)現(xiàn)，芽孢桿菌Bacillus sp.X-98-2發(fā)酵液對杧果采后病害的病原菌均有抑制作用。

1.2.3 拮抗酵母菌

根據(jù)現(xiàn)有研究可知，海洋紅酵母（R.paludigenum）可以在用氯化鈉溶質(zhì)改善的培養(yǎng)基中快速生長，能夠抑制水果采后病原菌的生長[19]。何秀娟[20]篩選出有效抑制杧果炭疽病的拮抗酵母菌X-1，通過試驗發(fā)現(xiàn)濃度為108cfu/mL的酵母菌懸浮液與200 mg/L 多菌靈藥劑在防治效果上無明顯差異。王潤菡等[21]從杧果葉片上分離出季也蒙畢赤酵母，對杧果炭疽病原菌的生長有明顯抑制作用。植物的抗病性和抗逆境脅迫與這些物質(zhì)的合成也有密切的關(guān)系。Patino-Vera 等[22]在杧果采收前用小紅酵母懸液噴施杧果樹，采收后與使用化學(xué)殺菌劑噴施的果樹相比，杧果炭疽病的發(fā)病率相近，甚至噴施過小紅酵母懸液的發(fā)病率更低。

1.2.4 拮抗放線菌

拮抗放線菌能產(chǎn)生豐富的代謝活性產(chǎn)物，機制多樣，抗逆性強，方便保存，為此，我國的研究者對放線菌生物防治進行了大量的研究。史學(xué)群等[23]在研究中分離了土壤中的91 個放線菌菌株，進行了與病原菌的對峙培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其中3 種拮抗放線菌對杧果病原真菌有明顯的拮抗作用，分別為菌株尖峰嶺11、38 和39。將篩選出的拮抗放線菌菌株進行液體培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)，其發(fā)酵液對病原菌孢子萌發(fā)及芽管的生長具有強烈的抑制作用。張凱等[24]從土壤中分離出對膠孢炭疽菌有強抑制效果的放線菌株gz-8，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該菌株1 000 mg/L 的發(fā)酵液粗提物與同濃度百菌清對感染膠孢炭疽病杧果果實的防效相當(dāng)。

1.3 誘抗劑防治

外界對果實的物理或化學(xué)刺激，會導(dǎo)致植物啟動自身的防御系統(tǒng)，誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抵御能力，這種反應(yīng)被稱為植物的誘導(dǎo)抗性。王芳[25]發(fā)現(xiàn)誘抗劑在接種前12 h 噴施于杧果葉片表面可以起到良好的誘抗效果，病斑直徑明顯小于對照，在試驗設(shè)置的5 個濃度梯度處理中，SA 50 μg/mL、iBon 100 μg/mL 和cos 10 μg/mL 的誘抗效果最好；他還對邊接種邊噴施和接種后12 h 噴施的情況進行了分析，發(fā)現(xiàn)誘抗效果較前者差，病斑直徑與對照相仿，各濃度中并無良好的誘抗效果存在。鐘秋平等[26]在殼聚糖對杧果炭疽菌抑菌率的研究中發(fā)現(xiàn)，杧果炭疽菌的抑菌率隨殼聚糖濃度的升高而提高；在pH4.8 和6.0 的環(huán)境下，殼聚糖具有較強的抗菌能力。楊公正等[27]針對采前低聚糖素對杧果炭疽病抗病力的誘導(dǎo)進行了研究，結(jié)果表明低聚糖素平均防治效果為65.6%，較農(nóng)藥多菌靈高。

2 提高生物防治效果的途徑

2.1 不同類型的拮抗微生物混合使用

病原菌入侵杧果造成的病害大多是幾種病原菌同時侵染造成的，在這種情況下，使用單一的拮抗微生物，由于抗菌譜較窄，拮抗微生物不能全面地抑制病菌，而將拮抗微生物混合使用，結(jié)合各種微生物的防治優(yōu)勢，拓寬防治范圍，能提高生物防治的效果。在拮抗微生物之間具有良好相容性的前提下進行混合，既能保證彼此之間不會相互競爭，而且能夠在相同的環(huán)境下良好生長并發(fā)揮各自的生防效果[28]。

2.2 拮抗微生物與化學(xué)物質(zhì)相結(jié)合

將拮抗微生物與化學(xué)殺菌劑、金屬鹽類以及植物激素相結(jié)合，通過減少化學(xué)殺菌劑的使用、提高拮抗酵母的抑菌活性和減輕果實采后病害的發(fā)生等方面加強拮抗微生物對病原菌的抑制作用。Janisiewicz 等[29]研究發(fā)現(xiàn)，將假單胞菌和枝頂孢霉的混合物注入果實傷口，對灰霉病和青霉病的防治有了很大提高。Wisniewski 等[30]研究表明，對果實采后進行鈣處理不但有利于果實的貯藏保鮮，而且可以通過加強拮抗酵母菌Candida oleophila 對病原菌的抑制作用而增強生物防治效果。Zhang 等[31]研究表明，酵母菌Rhodotorula glutinis 與水楊酸結(jié)合可降低果實采后病害的發(fā)生，進一步的研究證實了水楊酸能夠提高酵母R.glutinis 的生防效果。

3 展望

3.1 植物提取物方面

現(xiàn)研究已表明，石菖蒲、肉桂、五倍子、水茄以及假臭草等對杧果病原菌的生長都有較好的抑菌作用，但其中抑菌、殺菌的有效成分尚不明確。植物資源有限、提取費用昂貴已成為制約提取的原因，且多次使用之后是否會產(chǎn)生抗性也有待進一步研究。

3.2 拮抗微生物方面

在長期對杧果病害的生物防治研究中，人們發(fā)現(xiàn)了許多對病原菌有明顯抑制作用的拮抗微生物，但因拮抗微生物的生防體系不健全、產(chǎn)地環(huán)境與試驗條件差別較大而導(dǎo)致拮抗微生物在實踐中的投入效果并不理想[32]，再加上傳統(tǒng)的拮抗菌篩選方法工作量大、效率低，并且存在很大的隨意性和盲目性，除了通過競爭、拮抗等方式起作用的微生物外，很多利用其他方式起作用的微生物無法被篩選，因此高效率、高質(zhì)量的篩選體系亟需建立與完善。在成功分離的眾多有效抑制病原菌生長的拮抗微生物中，田間試驗效果良好，但能夠上市的卻很少，商品化程度不理想，分離得到的拮抗微生物必須滿足濃度低、防效高、遺傳性能穩(wěn)定、培養(yǎng)成本低、防效與化學(xué)殺菌劑不相上下甚至優(yōu)于化學(xué)殺菌劑、對寄主無致病性等條件才能達到商品化的要求[33]?，F(xiàn)關(guān)于微生物在果實表面和傷口活動情況的報道很少，進一步了解果實表面的拮抗微生物的生態(tài)特性對于有效綜合防治尤為重要。濕度、溫度、pH 值和培養(yǎng)介質(zhì)等環(huán)境因素影響拮抗微生物的活性及水解酶活性，導(dǎo)致拮抗微生物對杧果采后病害防效不及化學(xué)農(nóng)藥穩(wěn)定，如何提高防效仍需進一步深入研究。拮抗微生物在果實表面對人體健康和食品安全性的影響，也需要做進一步的探索。另外，還需要進一步開發(fā)部分拮抗真菌，以彌補拮抗真菌代謝抗生物質(zhì)方面的不足。因此今后的研究應(yīng)圍繞上述方面展開，同時也要開展制劑化及施用方法的研究，以克服應(yīng)用可能產(chǎn)生的不利因素。

3.3 誘抗劑方面

目前已明確水楊酸、殼聚糖、多巴胺、草酸等能誘導(dǎo)增強杧果果實對病原菌的抗病性。但誘抗劑的價格相對化學(xué)農(nóng)藥來說仍較昂貴，且已有報道說明在連續(xù)誘導(dǎo)后，病原菌會產(chǎn)生抗性[34]。所以，需要進一步研究經(jīng)濟、抗菌性好的化學(xué)誘抗劑。

盡管生物防治在實際應(yīng)用中還存在諸多問題，但隨著可持續(xù)發(fā)展成為當(dāng)今世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的主題，生物防治發(fā)展日漸成為采后病害控制的新途徑，未來應(yīng)給予充分重視[35]?？傊?，隨著生物防治研究的不斷深入以及部分拮抗微生物的批量化生產(chǎn)與應(yīng)用，生物防治必將成為杧果病害防治的重要措施之一。