芽孢桿菌在植物病害防治中的應用及研究進展

陳羽嬌 余朝閣

摘?要：植物病害的發生和流行嚴重威脅了農業的生產和發展，農民長期使用化學藥劑來防治病害，對人們的健康、環境和食品的安全造成嚴重的危害。因此，開發一些天然的、沒有毒性、沒有傷害且對生態環境比較有益的生物型農業用藥具有重要意義。芽孢桿菌是一種根圍促生細菌，在生物型農藥的開發和應用中占著很重要的位置，芽孢桿菌可以應用于動物養殖方面，可用它作為飼料添加劑進行應用。并且芽孢桿菌可以產生抗逆性較強的芽孢，分布十分廣泛。并且芽孢桿菌可以固氮解磷，產生一些激素類物質，可以促進植物的生長發育，用來防治植物病害，還可以抑制病原微生物，誘導系統產生抗性。

關鍵詞：芽孢桿菌;應用;生物防治;生防菌劑;作用機制;發展

中圖分類號：S435?文獻標識碼：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：植物保護。

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

0?引言

對于植物病害的防治，主要的實施策略就是施用農藥，見效快、價格便宜、殺菌譜廣泛。但是給人類和環境帶來的后果并不是很友好，因此，生物防治逐漸進入了人們的視野，屬于對生態環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菌生長速度快，營養需求不復雜，抗逆性強，容易在植物表面存活，不僅對人畜沒有危害，且不會污染環境，使用過程中也非常的方便，符合綠色食品的生產標準，提高了農業的可持續發展。芽孢桿菌是一種極具潛力的生防微生物[1-3]。

1?芽孢桿菌的應用

1.1?芽孢桿菌的生物防治應用

芽孢桿菌可以增加作物種子萌發的機率，提高農業作物及田園的產量，增強作物的正常生長發育狀態，用于農業的生產使用，能產生很多根際微生物從而有效防治病蟲草害，促進作物生長。芽孢桿菌和假單胞菌是應用最多的兩種微生物，可以促進多種植物的生長發育。芽孢桿菌對紫外線輻射有很強的抗逆能力，能抑菌防治病害，具有增產的作用。枯草芽孢桿菌可以分泌植物生長激素，細胞外肌醇六磷酸酶，BS-208菌株分泌的抑制菌體生長物質能夠防止孢子萌發和真菌細絲的繁殖。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，促進番茄和辣椒的生長，防病效果增強，促進根系的生長。使用地衣芽孢桿菌浸泡辣椒種子，可以減少發病率，提高成活率。

1.2?芽孢桿菌生防菌劑

很多企業已經生產出了精良的芽孢桿菌生防菌劑，目前已經有4個枯草芽孢桿菌生防細菌植株得到了國家認證，主要用于豆類、麥類、花生根腐病，還有的用來防治枯萎病。我國應用芽孢桿菌來治理植物病蟲草害已經獲得了巨大的突破，利用芽孢桿菌對水稻紋枯病防治已經持續了很多年，相對比較穩定。

2?芽孢桿菌在植物病害中的作用研究

2.1?芽孢桿菌的作用機制

第一是抑抗作用，芽孢桿菌能夠形成防菌的物質，使細胞發生畸變，抑制孢子萌發[5]。有報道稱一個枯草芽孢桿菌可以分泌水溶性抗菌物質，大部分都是蛋白質類的小分子抗生素，也有脂肽類的抗生素。芽孢桿菌產生的細菌素可以抑制真菌細菌的植物病害。從枯草芽孢桿菌中試驗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。幾丁質酶為植物病原細菌真菌的細胞組成成分，可應用含有幾丁質酶的小細菌生產殺真菌，利用細菌劑可以培養出防病特性的一些轉基因作物[6]。

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

第三是誘導植物獲取系統抗性，不同的芽孢桿菌可以誘導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胞激活劑，誘導植物獲得抗性[7]，主要的作用機制是組織木質化增加細胞屏障和生產植保素，可以共同防治真菌、細菌病害，讓植物免受病害的侵染，可以促進作物的生長減少病害帶來的損失。

2.2?芽孢桿菌的發展

轉基因技術的發展給生防制劑帶來了快速的發展機會，利用基因技術提高生防細菌的活性，使產品增加了可預知性。一些成熟的菌株已被開發成生防菌劑。生物防治產品的作用效果主要是在該范圍內的穩定和持久性，同時應深入研究生防菌的安全性，特別是轉基因微生物在農作物中的應用，充分了解它的安全性，才能被廣泛應用[8]。

盡管現在使用化學農藥在防治中還占據著很重要的地位，但芽孢桿菌生物殺菌劑對于植物很多種的病害有較強的拮抗作用，對人類健康比較安全，且不會產生抗藥性。這種方式更符合現代植物病害的防治及農業的發展，它可以單獨的使用，也可復配使用，例如化學農藥與植物源殺菌劑配合使用等。達到減少病害的防效，且作用方式也比較持久，可多種病害一起防治，芽孢桿菌應用生防菌劑，比其他的微生物更加具有發展潛力，市場前景也較為廣闊[9]。我國的芽孢桿菌抗菌物質的分離純化研究機制已經有了豐富的經驗，抗菌作用的分子機制，以及拮抗作用積累了豐富的經驗，但與其他國家相比還有待提高，開發應用還需完善。隨著現代生物技術的不斷進步，芽孢桿菌對植物病害的生物防治研究也在加強，新的技術和產品逐漸涌入市場，在我國，利用芽孢桿菌防治植物病害已經投入生產的商品有很多，例如：百抗、麥豐寧等，產生的抗菌活性物質也備受關注[10]。在農業生產的應用過程中，芽孢桿菌促進農作物的生長發育，抑制了水稻和小麥紋枯病病原菌的發生，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

近年來，我國對于芽孢桿菌的發展和應用有了豐富的經驗，對于此菌的重視程度也隨之增大，但是該研究的技術水平還不精練嫻熟，還有待提高。隨著現代生物學技術的應用，利用芽孢桿菌抗逆性強、容易保存、耐高溫高壓等特點，應用和開發芽孢桿菌將會研究出新的產品和技術。對生物型農藥的開發也提供了便利條件。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，并對較差環境有著很強的抵抗能力，有效高的推廣和應用價值。

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