植物病害生防菌抗菌活性物質(zhì)研究進展

譚鴻升

摘要：生防菌是一類能產(chǎn)生多種活性物質(zhì)，從而防治植物病害的有益微生物。利用這些微生物產(chǎn)生的抗菌活性物質(zhì)進行病害防治是未來綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向。本文從抗菌物質(zhì)的資源挖掘、成分種類、作用機制等方面歸納梳理了植物生防菌抗菌活性物質(zhì)的研究進展，并提出該研究領(lǐng)域尚存在的問題及今后的研究方向，以期為進一步開展植物生防微生物資源的研究和開發(fā)利用提供理論參考。

關(guān)鍵詞：生防菌；抗菌活性物質(zhì)；資源挖掘；防病機制

中圖分類號：S476 文獻標(biāo)志碼：A

Research Progress on Antimicrobial Active Substances of Plant Disease Biocontrol Microorganisms

Abstract： Biocontrol microbe is a kind of microorganism that can produce a variety of active substances to control plant disease. Utilizing the antimicrobial active substances produced by these microorganisms for disease prevention is the future development direction of green agriculture. This paper reviewed the research progress of antimicrobial active substances from biocontrol microorganism， including resource exploration， material types， disease prevention mechanisms， etc. And we revealed the existing problems and future research directions in this research field in order to provide theoretical references for further research and development of microbial resources for plant disease biocontrol.

Keywords： Biocontrol microorganisms； antimicrobial pactive substances； resource mining； disease prevention mechanism

植物病害是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要因素，全球約2/3的農(nóng)作物產(chǎn)量損失由病害引起，致使每年至少800萬人遭受饑餓威脅。傳統(tǒng)上對于植物病害的防治主要依靠化學(xué)農(nóng)藥。然而隨著化學(xué)農(nóng)藥的大量使用，植物病原菌逐漸對化學(xué)農(nóng)藥產(chǎn)生抗藥性，導(dǎo)致施藥量逐步上升，提高了植物病害的防治成本。另外，化學(xué)農(nóng)藥的過量使用，也會對生態(tài)環(huán)境造成破壞，還增加植物發(fā)生藥害的風(fēng)險。近年來，生物防治技術(shù)以其低毒、低殘留、無公害等優(yōu)點在防治植物病害方面顯示出其獨特優(yōu)勢[1]。植物病害的生物防治也逐漸成為研究的熱點。

生物防治是一類環(huán)境友好型防治方法，主要通過利用自然環(huán)境中存在的微生物及其代謝產(chǎn)物來控制病害。目前已發(fā)現(xiàn)的生防微生物約有1000種以上，主要包括生防細(xì)菌、生防放線菌和生防真菌等[2]。直接應(yīng)用生防菌活體防治植物病害往往出現(xiàn)田間防治效果不穩(wěn)定，或防效偏低等情況。其原因在于田間環(huán)境是一個復(fù)雜的生態(tài)環(huán)境，生防菌的存活和定殖常常受到溫度、濕度、紫外線等環(huán)境因子的影響。而生防菌的代謝產(chǎn)物，性質(zhì)相對穩(wěn)定，受環(huán)境影響小，目前在生產(chǎn)上的應(yīng)用也最為成功。因此，利用微生物產(chǎn)生的抗菌活性物質(zhì)進行植物病害防治也是最先發(fā)展起來的綠色防控模式。生防菌抗菌活性物質(zhì)是指生防微生物產(chǎn)生的能夠抑制病原菌生長、繁殖，并能干擾病原菌的生理代謝，從而使病原菌喪失活力或死亡的活性物質(zhì)[3]。本文主要從植物病害生防菌抗菌活性物質(zhì)的資源挖掘、分類、生防機制解析以及未來發(fā)展方向等方面進行歸納和梳理，以期為進一步開展生防微生物資源的開發(fā)和利用提供借鑒。

1 生防菌抗菌活性物質(zhì)的資源挖掘與鑒定

1.1 生防細(xì)菌來源的抗菌物質(zhì)挖掘

生防細(xì)菌及其代謝產(chǎn)物在植物病害防治中的應(yīng)用最為廣泛。大量研究表明，從植物的葉片、莖稈、根部及根際土壤中分離到的拮抗細(xì)菌均能產(chǎn)生抗菌物質(zhì)。目前在抗菌物質(zhì)挖掘方面研究較多的細(xì)菌主要為芽孢桿菌（Bacillus spp.）和假單胞菌（Pseudanonas spp.）。

1.1.1 芽孢桿菌產(chǎn)生的抗菌物質(zhì)

芽孢桿菌分布廣泛，不僅于土壤、植株根際等自然環(huán)境下存在，也是重要的植物內(nèi)生細(xì)菌。芽孢桿菌產(chǎn)生的芽孢為它提供了極強的抗逆性，同時其自身還存在繁殖速度快，生長所需營養(yǎng)成分簡單等特點，為其抗菌活性物質(zhì)的挖掘提供了有利條件。目前國內(nèi)外已發(fā)現(xiàn)多種可產(chǎn)生抗菌物質(zhì)的芽孢桿菌屬細(xì)菌，主要包括有貝萊斯芽孢桿菌（B. velezensis）、枯草芽孢桿菌（B. subtilis）、蘇云金芽孢桿菌（B. thuringiensi）和解淀粉芽孢桿菌（B. amyloliquefaciens）等[4]。

目前對于芽孢桿菌抗菌物質(zhì)的挖掘，主要是通過LC-MS或NMR-MS技術(shù)對抗菌物質(zhì)進行結(jié)構(gòu)解析，然后人工合成相應(yīng)結(jié)構(gòu)的活性化合物；或是通過對芽孢桿菌進行全基因組測序或轉(zhuǎn)錄組測序篩選出能調(diào)控產(chǎn)生抗菌物質(zhì)的功能基因，從而通過基因工程改造模式菌株獲得產(chǎn)生抗菌物質(zhì)的工程菌（表1）。REN等[5]通過NMR-MS技術(shù)鑒定淀粉芽孢桿菌SJ100001所產(chǎn)生的抗菌產(chǎn)物，鑒定結(jié)果為環(huán)脂肽類物質(zhì)Epichlicin，該類物質(zhì)可以通過破壞病原菌細(xì)胞壁、改變細(xì)胞膜通透性或誘導(dǎo)植物系統(tǒng)抗性（ITS）[6]的方式來對病原菌進行抑制。EDGAR等[7]利用UPLC-HRMS和SPME-GC-MS分別鑒定出了3株抗尖孢鐮刀菌的貝萊斯芽孢桿菌的次級抗菌代謝產(chǎn)物及揮發(fā)性抗菌物質(zhì)；次級抗菌代謝產(chǎn)物為表面活性素、伊枯草菌素和豐原素，可破壞病原真菌細(xì)胞膜導(dǎo)致菌絲和分生孢子的裂解；揮發(fā)性抗菌物質(zhì)有酮類化合物和吡嗪類化合物，能抑制真菌生長，誘導(dǎo)土壤傳播的植物病原真菌的細(xì)胞質(zhì)膜空泡化導(dǎo)致菌絲變薄?？莶菅挎邨U菌主要分泌出的活性物質(zhì)為抗菌蛋白，ZHANG等[8]在一株枯草芽孢桿菌中分離鑒定出脂肽類物質(zhì)，并對該菌株進行轉(zhuǎn)錄組測序，從基因?qū)用娼沂玖丝莶輻U菌所產(chǎn)生的脂肽類抗菌物質(zhì)的抑菌機制。ADENIJI等[9]通過對一株蘇云金芽孢桿菌進行全基因組測序，從而發(fā)現(xiàn)并驗證了蘇云金芽孢桿菌可產(chǎn)生細(xì)菌素、幾丁質(zhì)酶、脂肽和Zwittermycin等抗菌物質(zhì)。

1.1.2 假單胞菌產(chǎn)生的抗菌物質(zhì)

假單胞菌（Pseudanonas sp.）是自然界中另一類常見的生防細(xì)菌，產(chǎn)生抗菌物質(zhì)較多的主要為熒光假單胞菌（P. fluorescens）和銅綠假單胞菌（P. aeruginosa）等（表2）。

MISHRA等[17]通過薄層色譜法（TLC）鑒定了一株熒光假單胞菌所產(chǎn)生的抗菌代謝產(chǎn)物，根據(jù)射頻值判斷抗菌代謝產(chǎn)物為2，4-二乙酰間苯三酚，該物質(zhì)可影響病原真菌的孢子及菌絲的生長，拮抗菌株還可通過其PGP特性（IAA生產(chǎn)、增溶磷酸及鋅）改善玉米的生長。李肖鶴等[18]應(yīng)用NMR及ESI-MS技術(shù)對銅綠假單胞菌HBD-12抗菌代謝產(chǎn)物進行了鑒定，初步確定該菌株抗菌代謝產(chǎn)物為吩嗪類化合物，該類物質(zhì)可通過抑制Aurora激酶（Aurora kinase）的活性來破壞病原菌細(xì)胞周期，使細(xì)胞增殖停滯。

1.2 生防放線菌來源的抗菌物質(zhì)挖掘

放線菌的防治作用主要通過產(chǎn)生抗菌活性物質(zhì)抑制病原菌生長來體現(xiàn)，多種從放線菌中獲取的抗生素已經(jīng)大范圍應(yīng)用在實際生產(chǎn)中，其中鏈霉菌（Streptomyces spp.）和諾卡氏菌（Nocardiopsis spp.）是最值得關(guān)注的生防放線菌。

1.2.1 鏈霉菌產(chǎn)生的抗菌物質(zhì)

SALEHGHAMARI等[22]通過GC-MS聯(lián)用鑒定了34株鏈霉菌中產(chǎn)生的抗菌代謝物質(zhì)，主要包括芳姜黃酮、鄰苯二甲酸異癸酯丁酯和多種酶類，這些物質(zhì)表現(xiàn)出促進植物生長的活性，從而提升植物自身的抗病性。KUM等[23]采用基因組技術(shù)結(jié)合LC-MS技術(shù)，從鏈霉菌上鑒定出抗菌物質(zhì)丙炔甘胺和酰胺，并通過全基因組測序驗證。HE等[24]應(yīng)用NMR-MS技術(shù)鑒定出了鏈霉菌中產(chǎn)生的兩種抗菌代謝產(chǎn)物吡咯-2-羧酸和1H-吡咯-2-甲酰胺。

1.2.2 諾卡氏菌產(chǎn)生的抗菌物質(zhì)

IBRAHIM等[25]發(fā)現(xiàn)擬諾卡氏菌屬放線菌最常見的抗菌物質(zhì)是α-吡酮和二酮哌嗪衍生物，可用于抑制病原細(xì)菌和病原真菌。WIDADA等[26]分離鑒定出兩株擬諾卡氏菌，并通過GC-MS對兩株諾卡氏菌的揮發(fā)性代謝物進行了鑒定，并從中發(fā)現(xiàn)了兩種抗真菌物質(zhì)——二甲基二硫及6-甲基-2-庚酮。BORAH等[27]對茶樹中的內(nèi)生放線菌進行了分離鑒定，并在其中發(fā)現(xiàn)一株擬諾卡氏菌可以產(chǎn)生纖維素酶、蛋白酶、果膠酶等，能夠降解真菌和細(xì)菌的細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞膜蛋白和細(xì)胞外毒力因子。

1.3 生防真菌來源的抗菌物質(zhì)挖掘

作為生防菌的一個大類，生防真菌的開發(fā)潛力十分巨大，但是目前對于生防真菌的活性物質(zhì)的研究還相對較少。已報道可產(chǎn)生抗菌物質(zhì)的主要為木霉菌（Trichoderma spp.）和青霉菌（Penicillium spp.）等。

1.3.1 木霉屬真菌產(chǎn)生的抗菌物質(zhì)

LEYLAIE等[28]分別采用NMR和GC-MS鑒定木霉菌VM115產(chǎn)生的抗菌物質(zhì)。NMR方法鑒定出了木霉素，GC-MS方法共鑒定出6種代謝產(chǎn)物，其中占比最高的是6-戊基-2-吡喃酮，并且發(fā)現(xiàn)木霉素主要是通過阻止肽基轉(zhuǎn)移酶的活性來抑制病原菌蛋白質(zhì)的生物合成。BAAZEEM等[29]對一株木霉菌FB10的抗菌物質(zhì)進行GC-MS分析，同樣鑒定得到了6-戊基-2-吡喃酮，還鑒定出各種碳?xì)浠衔锖陀坞x脂肪酸。GU等[30]使用HPLC-MS和NMR技術(shù)鑒定出木霉菌的抗菌物質(zhì)有Phomopsolide G、半萜類化合物、吡咯-2-甲酸和間羥基苯甲醇。

1.3.2 青霉屬真菌產(chǎn)生的抗菌物質(zhì)

WANG等[31]應(yīng)用HR-ESI-MS從青霉菌中鑒定出了5種新的抗菌代謝化合物，包括2種環(huán)戊烷二萜孢子酮J和K、類固醇H、Alkaloid （Z）-4-（5-acetoxy-N-hydroxy-3-methylpent-2-enamido） butanoate和aliphatic acid （Z）-5-acetoxy-3-methylpent-2-enoic acid。BAI等[32]通過MALDI-TOF成像質(zhì)譜快速研究了青霉菌對尖孢鐮刀菌的抗菌物質(zhì)，再對目標(biāo)物質(zhì)使用UPLC-MS分析鑒定，得出了3種抗菌物質(zhì)，分別是琥珀酸甲酯、果糖苷A和B。NISCHITHA等[33]通過OHR LC-MS對青霉菌的抗菌物質(zhì)進行了鑒定，得到主要的峰狀化合物有鄰苯二甲酸二辛酯和4-羥基香豆素，且在對經(jīng)過青霉菌代謝物處理并接入病原菌的宿主植物代謝物鑒定中，發(fā)現(xiàn)了抗菌化合物甜菜堿能夠抑制病原菌細(xì)胞膜合成。

2 生防菌產(chǎn)生的抗菌活性物質(zhì)的類別

自第一個農(nóng)用抗菌活性物質(zhì)（滅瘟素）發(fā)現(xiàn)至今已有六十余年。近幾十年來，新的抗菌活性物質(zhì)不斷被挖掘出來，目前已報道的生防菌抗菌活性物質(zhì)有幾百種，根據(jù)它們的活性成分和作用機制主要分為抗生素類、抗菌肽類、抑菌酶類和其它小分子物質(zhì)等幾個大類。

2.1 抗生素類活性物質(zhì)

抗生素是最早應(yīng)用于植物病害防治的抗菌活性物質(zhì)，一些抗生素對植物病原菌有很強的直接抑制作用，也有一些抗生素可被植物吸收從而起到誘導(dǎo)系統(tǒng)性抗病效果。常見的抗生素包括硫酸鏈霉素、井岡霉素、嘧啶核苷類抗菌素、多抗霉素、春雷霉素、滅瘟素、公主嶺霉素、梧寧霉素、中生菌素、武夷菌素、寧南霉素、長川霉素、嘧肽霉素和申嗪霉素等[34-36]（表3）。

2.2 抗菌肽類活性物質(zhì)

抗菌肽類物質(zhì)是一類具有抗菌活性的多肽物質(zhì)，最早發(fā)現(xiàn)于昆蟲體內(nèi)，后來經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌也可以產(chǎn)生抗菌肽。生防細(xì)菌中以芽孢桿菌屬和假單胞菌屬產(chǎn)生的抗菌肽最為常見。目前在生防細(xì)菌中已發(fā)現(xiàn)的抗菌肽有桿菌肽（Bacitracin）、短桿菌肽S（Gramicidin S）、多粘菌素E（Polymyxin E）和乳鏈菌肽（Nisin）等[37-38]。

2.3 酶類活性物質(zhì)

生防菌可以通過分泌酶活性物質(zhì)對病原菌細(xì)胞壁或細(xì)胞膜的生成物質(zhì)進行分解，從而破壞病原菌的結(jié)構(gòu)，或間接提高其他抗菌產(chǎn)物活性，從而抑制病原菌生長，控制病原菌的數(shù)量。常見的生防菌抗菌代謝酶有幾丁質(zhì)酶、β-1，3-葡聚糖酶、果膠酶、轉(zhuǎn)氨酶、過氧化物酶、漆酶、纖維素酶和木聚糖酶等[39-41]。

2.4 其它小分子抗菌活性物質(zhì)

除以上三大類抗菌活性物質(zhì)外，近年來還在生防菌代謝產(chǎn)物的研究中發(fā)現(xiàn)了新的抗菌活性物質(zhì)，如酚類化合物、酮類化合物、吡嗪類化合物、哌啶類化合物、脂肪酸、萜類化合物[42-44]等小分子化合物。

3 生防菌抗菌活性物質(zhì)的生防機制解析

對生防菌抗菌活性物質(zhì)生防機制的探討，有助于人們掌握各種代謝產(chǎn)物的防病特點、作用靶標(biāo)和活性位點等，可為更好的利用這些活性物質(zhì)提供理論指導(dǎo)。四大類活性物質(zhì)的作用機制既有相似之處，也有各自獨特途徑。

3.1 抗生素類物質(zhì)的生防機制

生防菌中抗生素類物質(zhì)多由放線菌中的鏈霉菌及細(xì)菌中的假單胞菌產(chǎn)生?？股仡愇镔|(zhì)對植物病原菌的作用機制主要體現(xiàn)在四個方面：第一，抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的合成，導(dǎo)致病原細(xì)菌細(xì)胞破裂死亡；第二，病原菌細(xì)胞的細(xì)胞膜受到一些抗生素的作用，影響了膜的滲透性；第三，抑制核酸的功能使病原菌細(xì)胞分裂及所需酶的合成過程停滯，并控制病原菌對植物毒力因子的產(chǎn)生[45]；第四，存在光敏化合物，能夠在光照強度足夠的情況下增強自身抗菌效果。

3.2 抗菌肽類物質(zhì)的生防機制

生防菌中的抗菌肽類物質(zhì)多為芽孢桿菌屬和假單胞菌屬兩類細(xì)菌代謝產(chǎn)生，抗菌肽自身具有雙親性，可通過在細(xì)胞膜靶位點上進行作用，在膜孔處產(chǎn)生通道，使細(xì)胞結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破損，引發(fā)大量細(xì)胞質(zhì)溢出從而令細(xì)菌消亡。還可通過胞內(nèi)損傷機理表現(xiàn)出自身的抗病作用，即抗菌肽可以不受阻攔的穿過精氨酸的鉸鏈區(qū)，直接穿過通透性未表現(xiàn)出變化的細(xì)胞膜，貯藏在病原細(xì)菌細(xì)胞中，參與 DNA、RNA 及蛋白質(zhì)的合成或翻譯，從而抑制膜蛋白的合成，使細(xì)胞膜完整性受損，導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞的破損或消亡[46]。

抗菌肽類物質(zhì)根據(jù)合成途徑可以分為非核糖體抗菌肽和核糖體抗菌肽。非核糖體抗菌肽中根據(jù)結(jié)構(gòu)差異還可以主要分為表面活性素、伊枯草菌素和豐原素[47]。表面活性素具有雙親性，能夠作為助劑與葉面肥混合，誘導(dǎo)抗病性和促進植物生長。伊枯草菌素可以通過破壞菌體細(xì)胞壁、細(xì)胞膜及使膜通透性發(fā)生改變等作用方式對病原菌進行抑制。豐原素則可以通過抑制病原菌菌絲生長、改變菌絲形態(tài)、抑制產(chǎn)孢、使病原菌細(xì)胞壁完整性受損，改變病原菌細(xì)胞膜的通透性等方式，進而導(dǎo)致病原菌的定殖能力及侵染能力降低[48]。核糖體抗菌肽統(tǒng)稱為細(xì)菌素，其殺菌機制主要是引起細(xì)菌細(xì)胞膜出現(xiàn)微孔，使細(xì)胞內(nèi)部含有的離子溢出，消耗了質(zhì)子驅(qū)動勢，最終導(dǎo)致病原菌消亡[49]。

3.3 酶類物質(zhì)的生防機制

生防菌可通過產(chǎn)生酶對病原菌的生長過程或?qū)χ参锷L過程產(chǎn)生影響。如幾丁質(zhì)酶可以通過分解病原菌細(xì)胞壁中的幾丁質(zhì)成分，從而破壞細(xì)胞壁的完整性，殺死病原菌[50]。β-1，3-葡聚糖酶能夠消解細(xì)胞壁β-1，3-葡聚糖糖鏈，致使病原菌菌絲發(fā)生斷裂或畸形，造成病原真菌胞內(nèi)原生質(zhì)泄漏，同時抑制其孢子產(chǎn)生。此外，這一過程還可以引導(dǎo)真菌細(xì)胞壁放出碎片誘導(dǎo)物，誘發(fā)植物免疫反應(yīng)，間接促進寄主植物自身植保素的積累，提升植物自身的抗病能力。漆酶通過對木質(zhì)素單體聚合進行催化的方式，成為植物次生細(xì)胞壁形成過程中的成員，促進植物的生長發(fā)育。

3.4 其它小分子抗菌物質(zhì)的生防機制

近年來對于生防菌生防機制的研究逐漸增多，挖掘出的抗菌活性物質(zhì)也不再僅限于上述三大類。研究發(fā)現(xiàn)酚類化合物可以通過抑制細(xì)菌細(xì)胞壁中肽聚糖的合成，致使其細(xì)胞壁降解進而使細(xì)菌失去屏障保護功能，破壞細(xì)胞壁的完整性，從而影響細(xì)菌正常形態(tài)[16]；也可以改變細(xì)胞膜的通透性，阻礙菌株的能量代謝及蛋白質(zhì)合成，達(dá)到抑菌的作用；還能通過螯合環(huán)境中鐵的消耗來抑制病原菌的生長[51]。酮類化合物可使細(xì)胞內(nèi)蛋白流出導(dǎo)致菌體死亡。脂肪酸可使細(xì)胞膜疏水區(qū)域的相鄰脂酰鏈溶解，使病原菌外層膜出現(xiàn)破損，從而增加細(xì)胞膜的滲透性，還能使病原菌鞭毛脫落[43]。

4 問題與展望

植物病害的生物防治是未來綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向，相較于活體生防菌，微生物的抗菌活性產(chǎn)物在自然環(huán)境中更穩(wěn)定，也更易開發(fā)成生物農(nóng)藥產(chǎn)品，將更快在生產(chǎn)上推廣應(yīng)用。但目前對生防菌產(chǎn)生的抗菌活性物質(zhì)的研究，尚存在一些不足。首先，從活性物質(zhì)的微生物來源看，仍需要進一步發(fā)掘產(chǎn)生抗菌物質(zhì)新的生防菌種類。目前抗菌物質(zhì)的來源還主要局限在可培養(yǎng)微生物中，如：芽孢桿菌、假單胞菌等生防細(xì)菌，鏈霉菌、擬諾卡氏菌等生防放線菌，以及木霉、青霉等生防真菌。對自然環(huán)境中存在的大量不可培養(yǎng)微生物的抗菌活性物質(zhì)的研究非常缺乏。其次，從活性物質(zhì)的挖掘手段來看，對新技術(shù)新工具的應(yīng)用略顯滯后。目前挖掘和鑒定抗菌物質(zhì)還主要采用層析色譜、高效液相等化學(xué)手段，而采用基因組、蛋白組、代謝組等多組學(xué)的分子生物學(xué)手段較少。再次，從已發(fā)現(xiàn)的抗菌活性物質(zhì)類別來看，仍需要進一步發(fā)掘新的抗菌物質(zhì)種類。目前已報道的抗菌物質(zhì)主要以的抗生素、抗菌肽以及酚酮萜等小分子物質(zhì)為主，蛋白類的大分子物質(zhì)較少。小分子物質(zhì)對病菌的作用靶點往往較為單一，仍存在病原菌產(chǎn)生抗藥性的風(fēng)險。而大分子的蛋白往往同時具有多個作用靶點，由蛋白類物質(zhì)開發(fā)出的生物農(nóng)藥產(chǎn)品將具有更長的市場壽命。最后，對于抗菌活性物質(zhì)抑菌防病作用機制的研究，仍不夠深入。主要表現(xiàn)在，一是研究水平仍主要集中在細(xì)胞水平，基因水平的研究較少；二是研究角度仍主要從單細(xì)胞角度開展研究，在對微生物群落的群體感應(yīng)的機制研究較少。

綜上，我們提出未來抗菌活性物質(zhì)研究的幾點建議。第一，借助高通量測序手段，結(jié)合傳統(tǒng)化學(xué)方法，進一步從新的微生物類群中挖掘潛在的新型抗菌物質(zhì)。尤其是不可培養(yǎng)微生物中的抗菌物質(zhì)資源特別值得重視。隨著新一代測序技術(shù)的發(fā)展，依靠傳統(tǒng)分離方法不能研究的生防菌，依托基因組大數(shù)據(jù)有望從中發(fā)掘出更多新穎的抗菌物質(zhì)。第二，進一步加深抗菌活性物質(zhì)生防機制的研究。綜合運用基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白組和代謝組等多組學(xué)手段深入解析各類生防菌抗菌活性物質(zhì)的合成通路，以及調(diào)控這些代謝產(chǎn)物的分子機制。挖掘新的抗菌物質(zhì)合成功能基因，用于工程菌的改造與設(shè)計。第三，加強抗菌物質(zhì)加工生產(chǎn)工藝和劑型的研究?？咕镔|(zhì)田間防病效果的發(fā)揮，除了與物質(zhì)本身的活性有關(guān)外，還取決于該物質(zhì)能否在自然環(huán)境中維持性質(zhì)穩(wěn)定，能否在植物表面大量附著，能否在土壤中快速滲透等多種因素。這就需要通過改良生產(chǎn)工藝，篩選合適的助劑，提高防治效果?？傊?，抗菌活性物質(zhì)是自然界饋贈給人類的綠色農(nóng)藥資源，利用好這些活性物質(zhì)，將會給未來農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展帶來新的生機。

參考文獻

[1] 朱容靜. 林業(yè)病蟲害生物防治技術(shù)研究[J]. 種子科技， 2022， 40（11）： 112-114.

[2] 陳忠男， 王志剛， 徐偉慧. 生防菌在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用及其機制研究進展[J]. 高師理科學(xué)刊， 2022， 42（6）： 89-94， 110.

[3] 陶宗， 王海華， 申權(quán)， 等. 鏈霉菌和芽孢桿菌的生防機理及抗菌活性產(chǎn)物[J]. 農(nóng)業(yè)與技術(shù)， 2019， 39（14）： 1-5.

[4] 崔曉， 徐艷霞， 劉俊杰， 等. 芽孢桿菌在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用[J]. 土壤與作物， 2019， 8（1）： 32-42.

[5] REN L， YUAN Z Q， XIE T Y， et al. Extraction and characterization of cyclic lipopeptides with antifungal and antioxidant activities from Bacillus amyloliquefaciens[J]. Journal of Applied Microbiology， 2022， 133（6）： 3573-3584.

[6] CHOWDHURY S P， HARTMANN A， GAO X， et al. Biocontrol mechanism by root-associated Bacillus amyloliquefaciens FZB42 - a review[J]. Frontiers in Microbiology， 2015， 6： 780.

[7] GUEVARA-AVENDA?O E， BRAVO-CASTILLO K R， MONRIBOT-VILLANUEVA J L， et al. Diffusible and volatile organic compounds produced by avocado rhizobacteria exhibit antifungal effects against Fusarium kuroshium[J]. Brazilian Journal of Microbiology： [Publication of the Brazilian Society for Microbiology]， 2020， 51（3）： 861-873.

[8] ZHANG D， QIANG R， ZHOU Z J， et al. Biocontrol and action mechanism of Bacillus subtilis lipopeptides' fengycins against Alternaria solani in potato as assessed by a transcriptome analysis[J]. Frontiers in Microbiology， 2022， 13： 861113.

[9] ADENIJI A A， AYANGBENRO A S， BABALOLA O O. Genomic exploration of Bacillus thuringiensis MORWBS1.1， candidate biocontrol agent， predicts genes for biosynthesis of zwittermicin， 4， 5-DOPA dioxygenase extradiol， and quercetin 2， 3-dioxygenase[J]. Molecular Plant-Microbe Interactions： MPMI， 2021， 34（6）： 602-605.

[10] DIMOPOULOU A， THEOLOGIDIS I， BENAKI D， et al. Direct antibiotic activity of bacillibactin broadens the biocontrol range of Bacillus amyloliquefaciens MBI600[J]. mSphere， 2021， 6（4）： e0037621.

[11] LIU H W， WANG Y N， YANG Q X， et al. Genomics and LC-MS reveal diverse active secondary metabolites in Bacillus amyloliquefaciens WS-8[J]. Journal of Microbiology and Biotechnology， 2020， 30（3）： 417-426.

[12] JIN P F， WANG H N， TAN Z， et al. Antifungal mechanism of bacillomycin D from Bacillus velezensis HN-2 against Colletotrichum gloeosporioides Penz[J]. Pesticide Biochemistry and Physiology， 2020， 163： 102-107.

[13] JANGIR M， SHARMA S， SHARMA S. Development of next-generation formulation against Fusarium oxysporum and unraveling bioactive antifungal metabolites of biocontrol agents[J]. Scientific Reports， 2021， 11（1）： 22895.

[14] DOWARAH B， AGARWAL H， KRISHNATREYA D B， et al. Evaluation of seed associated endophytic bacteria from tolerant chilli cv. Firingi Jolokia for their biocontrol potential against bacterial wilt disease[J]. Microbiological Research， 2021， 248： 126751.

[15] VILLA-RODRIGUEZ E， MORENO-ULLOA A， CASTRO-LONGORIA E， et al. Integrated omics approaches for deciphering antifungal metabolites produced by a novel Bacillus species， B. cabrialesii TE3T， against the spot blotch disease of wheat （Triticum turgidum L. subsp. durum）[J]. Microbiological Research， 2021， 251： 126826.

[16] NISA S， SHOUKAT M， BIBI Y M， et al. Therapeutic prospects of endophytic Bacillus species from Berberis lycium against oxidative stress and microbial pathogens[J]. Saudi Journal of Biological Sciences， 2022， 29（1）： 287-295.

[17] MISHRA J， MISHRA I， ARORA N K. 2， 4-Diacetylphloroglucinol producing Pseudomonas fluorescens JM-1 for management of ear rot disease caused by Fusarium moniliforme in Zea mays L[J]. 3 Biotech， 2022， 12（6）： 138.

[18] 李肖鶴， 李健， 后文， 等. 土壤中拮抗菌株銅綠假單胞菌HBD-12次級代謝產(chǎn)物的分離鑒定及其體外抗菌抗腫瘤活性檢測[J]. 生物工程學(xué)報， 2020， 36（11）： 2451-2458.

[19] CASTALDI S， MASI M， SAUTUA F， et al. Pseudomonas fluorescens showing antifungal activity against Macrophomina phaseolina， a severe pathogenic fungus of soybean， produces phenazine as the main active metabolite[J]. Biomolecules， 2021， 11（11）： 1728.

[20] VYAS P， KAUR R. Culturable endophytic Pseudomonas fluorescens Z1B4 isolated from Zanthoxylum alatum Roxb. with stress-tolerance and plant growth-promoting potential[J]. Biotechnologia， 2021， 102（3）： 285-295.

[21] GHADAMGAHI F， TARIGHI S， TAHERI P， et al. Plant growth-promoting activity of Pseudomonas aeruginosa FG106 and its ability to act as a biocontrol agent against potato， tomato and taro pathogens[J]. Biology， 2022， 11（1）： 140.

[22] SALEHGHAMARI E， MORADI M， SARDABI M， et al. Diversity of actinomycete and their metabolites isolated from Howz Soltan Lake， Iran[J]. Archives of Microbiology， 2022， 205（1）： 24.

[23] KUM E， ?NCE E. Genome-guided investigation of secondary metabolites produced by a potential new strain Streptomyces BA2 isolated from an endemic plant rhizosphere in Turkey[J]. Archives of Microbiology， 2021， 203（5）： 2431-2438.

[24] HE H， HAO X， ZHOU W， et al. Identification of antimicrobial metabolites produced by a potential biocontrol Actinomycete strain A217[J]. Journal of Applied Microbiology， 2020， 128（4）： 1143-1152.

[25] IBRAHIM A H， DESOUKEY S Y， FOUAD M A， et al. Natural product potential of the genus Nocardiopsis[J]. Marine Drugs， 2018， 16（5）： 147.

[26] WIDADA J， DAMAYANTI E， ALHAKIM M R， et al. Two strains of airborne Nocardiopsis alba producing different volatile organic compounds （VOCs） as biofungicide for Ganoderma boninense[J]. FEMS Microbiology Letters， 2021， 368（20）： fnab138.

[27] BORAH A， THAKUR D. Phylogenetic and functional characterization of culturable endophytic Actinobacteria associated with Camellia spp. for growth promotion in commercial tea cultivars[J]. Frontiers in Microbiology， 2020， 11： 318.

[28] LEYLAIE S， ZAFARI D. Antiproliferative and antimicrobial activities of secondary metabolites and phylogenetic study of endophytic Trichoderma species from Vinca plants[J]. Frontiers in Microbiology， 2018， 9： 1484.

[29] BAAZEEM A， ALMANEA A， MANIKANDAN P， et al. In vitro antibacterial， antifungal， nematocidal and growth promoting activities of Trichoderma hamatum FB10 and its secondary metabolites[J]. Journal of Fungi， 2021， 7（5）： 331.

[30] GU H P， ZHANG S K， LIU L， et al. Antimicrobial potential of endophytic fungi from Artemisia argyi and bioactive metabolites from Diaporthe sp. AC1[J]. Frontiers in Microbiology， 2022， 13： 908836.

[31] WANG Y， CHEN W H， XU Z F， et al. Biological secondary metabolites from the Lumnitzera littorea-derived fungus Penicillium oxalicum HLLG-13[J]. Marine Drugs， 2022， 21（1）： 22.

[32] BAI J， ZHANG P， BAO G H， et al. Imaging mass spectrometry-guided fast identification of antifungal secondary metabolites from Penicillium polonicum[J]. Applied Microbiology and Biotechnology， 2018， 102（19）： 8493-8500.

[33] NISCHITHA R， SHIVANNA M B. Metabolite fingerprinting， in vitro antimicrobial and antioxidant activities and in-silico docking in Alloteropsis cimicina and its endophytic fungus Penicillium pinophilum[J]. Molecular Biology Reports， 2021， 48（5）： 4021-4037.

[34] LE K D， YU N H， PARK A R， et al. Streptomyces sp. AN090126 as a biocontrol agent against bacterial and fungal plant diseases[J]. Microorganisms， 2022， 10（4）： 791.

[35] 劉曉霞， 朱琛琛， 張曉潔， 等. 春雷霉素低產(chǎn)和高產(chǎn)菌株的比較基因組分析[J]. 基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué)， 2018， 37（7）： 2850-2865.

[36] FUKUNAGA K， MISATO T， ISHII I， et al. Blasticidin， A new anti-phytopathogenic fungal substance. part I[J]. Bulletin of the Agricultural Chemical Society of Japan， 1955， 19（3）： 181-188.

[37] ADELEKE B S， AYANGBENRO A S， BABALOLA O O. Genomic analysis of endophytic Bacillus cereus T4S and its plant growth-promoting traits[J]. Plants， 2021， 10（9）： 1776.

[38] XIAO T S， ZHU X L， WANG W H， et al. A novel lytic bacteriophage against colistin-resistant Escherichia coli isolated from different animals[J]. Virus Research， 2023， 329： 199090.

[39] 陳燕玲， 岑光莉， 孫婷婷， 等. 植物幾丁質(zhì)酶和β-1， 3-葡聚糖酶及其協(xié)同抗病性研究進展[J]. 農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報， 2022， 30（7）： 1394-1411.

[40] NGALIMAT M S， YAHAYA R S R， BAHARUDIN M M A A， et al. A review on the biotechnological applications of the operational group Bacillus amyloliquefaciens[J]. Microorganisms， 2021， 9（3）： 614.

[41] FENG S， JIN L， TANG S C， et al. Combination of rhizosphere bacteria isolated from resistant potato plants for biocontrol of potato late blight[J]. Pest Management Science， 2022， 78（1）： 166-176.

[42] AJIJAH N， FIODOR A， DZIURZYNSKI M， et al. Biocontrol potential of Pseudomonas protegens ML15 against Botrytis cinerea causing gray mold on postharvest tomato （Solanum lycopersicum var. cerasiforme）[J]. Frontiers in Plant Science， 2023， 14： 1288408.

[43] JAN F， ARSHAD H， AHAD M， et al. In vitro assessment of Bacillus subtilis FJ3 affirms its biocontrol and plant growth promoting potential[J]. Frontiers in Plant Science， 2023， 14： 1205894.

[44] GIORGIO A， de STRADIS A， CANTORE P L， et al. Biocide effects of volatile organic compounds produced by potential biocontrol rhizobacteria on Sclerotinia sclerotiorum[J]. Frontiers in Microbiology， 2015， 6： 1056.

[45] BISWAS K， BHATTARCHARYA D， SAHA M， et al. Evaluation of antimicrobial activity of the extract of Streptomyces euryhalinus isolated from the Indian Sundarbans[J]. Archives of Microbiology， 2021， 204（1）： 34.

[46] ZHANG B， DONG C J， SHANG Q M， et al. New insights into membrane-active action in plasma membrane of fungal hyphae by the lipopeptide antibiotic bacillomycin L[J]. Biochimica et Biophysica Acta， 2013， 1828（9）： 2230-2237.

[47] 龔發(fā)源， 胡駿鵬， 曾雨雷， 等. 芽孢桿菌源抗菌肽類物質(zhì)研究進展[J]. 中國飼料， 2018（16）： 86-92.

[48] 鄧永卓， 張家寧， 鄧爽， 等. 伊枯草菌素類抗菌肽抑菌活性及機理研究進展[J]. 中國抗生素雜志， 2020， 45（7）： 639-645.

[49] 李小寧， 李軍， 尹楊燕， 等. 植物乳桿菌抑菌蛋白的分離鑒定及抑菌特性研究[J]. 中國畜牧獸醫(yī)， 2022， 49（8）： 3263-3272.

[50] ITOH T， KIMOTO H. Bacterial chitinase system as a model of chitin biodegradation[J]. Advances in Experimental Medicine and Biology， 2019， 1142： 131-151.

[51] ITO A， NISHIKAWA T， MATSUMOTO S， et al. Siderophore cephalosporin cefiderocol utilizes ferric iron transporter systems for antibacterial activity against Pseudomonas aeruginosa[J]. Antimicrobial Agents and Chemotherapy， 2016， 60（12）： 7396-7401.