枯草芽孢桿菌防治恩施州白術根腐病研究

摘要：根腐病是造成白術減產的重要因素，現階段沒有有效的化學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菌，通過探討枯草芽孢桿菌的生防機制，為白術（Atractylodes macrocephala）根腐病提出綠色防治方法。

關鍵詞：白術（Atractylodes macrocephala）；枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）；防治；根腐病；恩施州

中圖分類號：S567.23+3；S482.2+92 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）19-4648-02

白術（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、胎動不安等功效[1]，現代醫學證明白術根莖含有揮發油、蒼術酮等，具有降低血糖和利尿的作用，而且對腸炎有較好的治療效果。白術在浙江、湖南、貴州、湖北和重慶等地均有種植[2]，隨著白術藥用價值的不斷開發，其經濟效益逐年提高，現在武陵山區已成為白術的重要種植區域。

每年12月下旬至次年2月上旬為白術播種期，8～9月為花期，9～10月為結果期，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 白術根腐病發生和危害

1.1 白術根腐病發生和癥狀描述

實地調查恩施州白術根腐病的發生情況后發現，該病始發于每年5月中下旬，隨著溫度升高，濕度增強，植株萎蔫，葉片變皺，和其他植株相比區別較明顯，植株根部出現半圓形小黑斑；6～7月達到盛發期，中上部葉片變黃，主莖變為黑褐色，只有葉上部保持綠色，植株根部腐爛，有腥臭味，大部分根部出現濕腐，組織中空，發病率30%～90%；當雨水較多時，該病可導致田塊減產70%以上；發病后期為每年的8～9月，整株變褐、天氣干燥時全葉片干枯，植株易從土中拔出，只剩下表皮和纖維組織，同時可見根部有白色菌絲。

1.2 白術根腐病的危害

1.3 白術根腐病的致病菌

白術根腐病的致病菌研究是防治的基礎，楊成前等[3]報道重慶白術根腐病的主要致病菌為尖孢鐮刀菌（Fusarium oxysporum），指出白術根腐病為土傳病害。臧少先等[4]報道白術根腐病的發生是3種病原菌導致的。You等[5]研究表明白術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]發現角擔菌屬（Ceratobasidium sp.）的真菌類病原菌在恩施的分布范圍、侵染力、發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種植區白術根腐病的主要致病菌。

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

2.1 枯草芽孢桿菌防治白術根腐病的必要性

白術多生于山區，白術根腐病的發生目前沒有有效的防治措施，化學藥劑治標不治本，且易污染水源和土壤，不利于維護生態平衡。枯草芽孢桿菌是革蘭氏陽性細菌，廣泛存在于土壤、植物體表，該菌對人和其他動物無害，而且不會影響環境，具有很強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，該菌對灰霉病、紋枯病、核盤菌（Sclerotinia sclerotiorum）、角擔菌等均有很好的抑制效果。

2.2 枯草芽孢桿菌防治白術根腐病的潛能分析

枯草芽孢桿菌作為眾多真菌病害的生防菌，有其獨特的防治機理，主要有競爭性、代謝產物的拮抗性、誘導抗病性和促生作用[7]。

2.2.1 競爭性 競爭性主要體現在枯草芽孢桿菌對營養物質的爭奪和生存空間的占領來抑制病原物的發生和發展。枯草芽孢桿菌能在4～40 ℃的范圍內生長，且存在于水、土壤、植物的體表和體內，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，從而達到預防病害發生的效果。

2.2.2 代謝產物的拮抗性

1）抑菌蛋白。枯草芽孢桿菌在代謝過程中會產生一些抑制真菌菌絲生長發育的物質，主要是酶類和活性蛋白，其產生的酶類主要包括幾丁質酶、Bacillomycin D synthetase B（607.23 kD）、Bacillomycin D synthetase A（448.21 kD）等。這些抑菌蛋白可以導致真菌菌絲生長畸形，菌絲潰解。劉振宇等[8]研究表明枯草芽孢桿菌產生的抗菌物質導致桑炭疽病的菌絲出現畸形，使細胞壁破裂，內生物質泄露。

2）細菌素。顧覺奮等[9]研究表明枯草芽孢桿菌能夠產生Subtilin和subtilosin兩種細菌素，其熱穩定性強、分子量低、具有強堿性，可以抑制多種真菌菌絲的生長。其中細菌素Subtilin的研究比較透徹，其前體結構是56個Aa小肽，其中24個Aa是信號肽。Foldes等[10]證明枯草芽孢桿菌IFS201對霉菌、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，它們對真菌和酵母有很強的抑制效果，同時對某些致病細菌也有很強的抑制效果。伊枯草菌素包括A、B、C、D、E家族，有報道稱和枯草芽孢桿菌同源性很近的解淀粉芽孢桿菌（Bacillus amyloliquefaciens）也可以產生伊枯草菌素，張桂英等[11]研究表明伊枯草菌素對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部位，是一類習居菌，在植物體內有很強的適應性，胡小加等[12]研究表明枯草芽孢桿菌對油菜（Brassica campestris）、小麥（Triticum aestivum）等作物苗期有較好的促生作用。蔡學清等[13]證明枯草芽孢桿菌對辣椒（Capsicum annuum）有顯著的促生效果，還可以促進辣椒體內生長激素的合成，利于植物長高。

2.2.3 誘導抗病性 枯草芽孢桿菌的誘導抗病性表現在通過產生過氧化氫酶、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，使植物產生抗病性。杜立新等[14]研究發現BS-208菌株對番茄灰霉病有很好的誘導抗性，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，同時對環境無害，所以在國內外均有科研單位和公司進行規模化生產。例如美國已經開發出枯草芽孢桿菌GB03 用來防治鐮刀菌、曲霉（Aspergillus）等。國內保定瑞谷生物科技有限公司開發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開展了比較詳細的研究，證明其對多種植物病原菌有很好的抑制效果，國內外均有成熟的產品，在實際中得到了廣大用戶的肯定。枯草芽孢桿菌的生產工藝不復雜，很多發酵設備價格不高，為未來枯草芽孢桿菌的生產提供了便利的條件，其不污染環境、對人畜無害的優點，成為防治白術根腐病的最佳選擇。

參考文獻：

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