植物內生真菌在植保上的應用

左瑋

摘 要：植物內生真菌由于能夠產生豐富多樣的具有生物活性的次生代謝物，已經成為國內外學者的研究熱點之一。該文主要針對植物內生真菌在植保上的應用作一綜述，著重闡述了內生真菌在植物保護中的促生、防治病蟲害以及增強作物抗逆性方面的研究，并對其存在的問題進行了討論。

關鍵詞：植物內生真菌；植物保護；應用

中圖分類號 Q949 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2014）01-02-90-02

植物保護技術是指在有利于農業生產的前提下，采用各種手段來提高栽培技術管理以及改造植物生長環境等方法來抑制或減輕植物病蟲害的發生，這種技術對于現代農業生產具有重要意義與作用。當前植保所采用的很多種措施都是惡化有害生物的營養條件及發生狀態，以達到抑制其繁殖速度或使其生存下降的目的。植物內生真菌作為廣泛存在于寄主植物細胞間隙及細胞內的一類共生真菌，在漫長的進化過程中，與寄主植物建立了合作友好的共生關系，其次生成代謝產物具有多種與寄主植物相同或相似的生物活性，廣泛應用于農業、醫藥和工業生產。本文從內生真菌對作物的促生作用、防治病蟲害以及增強作物抗逆性方面就其在植物保護上的應用作一綜述。

1 植物內生真菌的概念

植物內生真菌的概念按照目前較常用的寬泛的概念，是指那些在其生活史的一定階段或全部階段生活于健康植物的各種組織和器官內部的真菌，被感染的寄主植物不表現出外在癥狀（至少是暫時的），也不形成特定的明顯的結構特征。自從19世紀Leveille and de Bary首次用于指代內生于植物的真菌，這一定義就開始使用于特指內生真菌與寄主植物交感關系。據報道，內生藻類和內生細菌能通過加強固氮[1]和防御[2]來促進寄主植物生長。此外，藻類感染真菌的研究報道吸引了關于次生代謝物的藥理學研究和農用化學品研究的興趣[3]。

對于植物內生菌準確定義，各方面均有不同認識，但普遍認為應具有可在活體植物體內定殖和不引起寄主植物組織結構發生明顯變化的特征。

2 植物內生真菌的分布

植物內生真菌幾乎存在于所有已研究過的植物中。目前至少已經在80個屬290多種禾本科植物中發現有內生真菌。Schulz等[4]從不同植物中分離得到6 500株內生真菌，研究后得出，80%～83%的內生真菌具有抗菌或除草效果，可見內生真菌在植保中的應用前景非常廣闊。

3 植物內生真菌在植保上的應用

植物保護是以預防為主，綜合處理的過程，而生物防治是現階段農業生產中防治病蟲害的主要手段。內生真菌在植保上的應用，能增強作物抗逆性、促進作物生長和防治病蟲害，滿足防治效果好、環境影響低、成本較低和節省農藥的要求。

3.1 植物內生真菌對作物的促生作用 內生真菌可分泌植物生長激素類物質，如吲哚乙酸、吲哚乙腈等，能明顯增加作物的株高、干重，提高果實和根莖的重量以及增強作物長勢等。袁志林等[5]發現大戟科植物內生真菌B3能合成植物激素A和ABA，促進水稻的生長。易婷等[6]對一株向日葵根瘤菌研究時發現，其能夠分泌胞外多糖來改變周圍土壤結構，達到促進植物的生長的作用。

3.2 植物內生真菌對作物致病菌的抑制作用 相對產殺蟲活性物質的內生真菌而言，對殺菌活性內生真菌的研究要多得多。主要分為從藥用植物中分離篩選拮抗內生真菌和從農作物中分離篩選活性內生真菌。王萬能等[7]對從煙草中篩選得到的1株內生細菌進行研究發現，對小麥紋枯病病菌、棉花立枯病病菌、煙草灰霉病病菌、煙草炭疽病病菌、棉花枯萎病病菌和煙草疫霉菌等有抑制作用。蔡永歡等[8]從喜樹組織中分離得到28株內生真菌，其中一株G-4菌對蘋果腐爛病菌和茄褐紋病菌的抑制率分別達到89.68%和83.88%。

3.3 植物內生真菌對作物害蟲的防治 植物內生真菌產生的殺蟲活性物質中，生物堿是其中重要的一種。蘭琪等[9]從苦皮藤中篩選到3株具有較強的殺蟲活性的內生真菌，其有效成分就含有生物堿。還有一種殺蟲方式就是通過真菌與昆蟲競爭宿主植物的能源供應，從而引起被真菌感染的植物上的幼蟲生長緩慢，甚至死亡[10]。

3.4 植物內生真菌對作物抗逆性的影響 體內感染有內生真菌的健康寄主作物，其對溫度、濕度、鹽堿度等的耐受能力明顯增強。如感染炭疽病菌屬內生真菌Colletotrichum protuberate后，宿主植物對較高溫度的抗逆性明顯增強[11]。而趙志杰等[12]發現，辣椒的幼苗接種上內生真菌后，不但促進了植物的生長，其對低溫的抗逆性也明顯增強。

4 內生真菌在植保應用上存在的問題

植物內生菌種類豐富，次生代謝產物功能各異，開發利用植物內生菌前景廣闊，但還存在一系列的問題需要解決：

4.1 生防劑的大田效果 許多研究發現，實驗室條件下對病原菌有較強抑制作用的生防菌或抗生素，在大田防治試驗中卻沒有，究其原因是農田生態環境較為復雜，影響因子較多，而實驗室條件下影響因子較為單一。工業化生產生防菌、生防素，應綜合考慮防效與抗逆性和環境適應性。

4.2 內生真菌的有效篩選 內生真菌的篩選一般需要綜合考慮寄主植物的種類、所處環境、年代和抗病蟲性及藥用背景等。盡管這樣選擇能一定程度上提高篩選的準確性和最終篩選效果，但能否從分子學水平和基因工程水平上對寄主植物與內生真菌的依存關系進行準確定位，即含有某類基因的寄主植物必然存在含有對某種功效其作用的某類內生真菌。一旦能夠從這一水平上確定兩者之間的關系，將大大提高篩選的效率和結果。

4.3 風險性評價 以菌治菌、以菌治蟲，是生防的重要手段和理念。但其風險性一直存在著實際操作上的隱患。我國雖有農用微生物活體和抗生素的生產和食用菌有行業和國家標準，但生防菌是否對環境其他作物、昆蟲、人體以及環境水體、土壤、空氣造成污染和副作用，是否對所處環境體系造成不可挽回的損失，一直是不可忽視的風險性評價的內容之一。例如可用于生物防治的綠色木霉，可對平菇栽培和瓶裝礦泉水造成污染[13]。進一步研究和發展風險性評價的理論和方法，是我們進行內生真菌可持續研究的首要工作。endprint

盡管內生菌在植保應用上還存在有環境抗逆性、風險性評價等問題，但由于內生菌的生物多樣性、與寄主植物具有相同或相似生物活性的特點以及農用科學技術的發展，內生菌在植保上的應用必將得到前所未有的發展

參考文獻

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（責編：吳祚云）endprint