大蒜內(nèi)生菌對植物病害防治的研究進(jìn)展.pdf

生物資源 2023 45 5 412 420 Biotic Resources 大蒜內(nèi)生菌對植物病害防治的研究進(jìn)展 陳童童 1 3 唐亞文 1 張思涵 1 徐夢瑤 1 翟 越 1 胡子月 1 陸 靈 1 薛 萌 1 白耀博 2 王軍娟 1 3 蔣繼宏 1 3 1 江蘇師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院 江蘇 徐州 221116 2 徐州生物工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇 徐州 221018 3 江蘇師范大學(xué) 藥用植物生物技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育點(diǎn) 江蘇 徐州 221116 摘要 大蒜以其殺菌抑菌作用聞名 研究發(fā)現(xiàn)其體內(nèi)也富含微生物資源 這些微生物的存在對大蒜的功效有重要影響 大 蒜內(nèi)生菌通過自身含有的胞外多糖或者分泌的抗生素等物質(zhì)可以直接或間接遏制病原微生物的產(chǎn)生 誘導(dǎo)植物產(chǎn)生系統(tǒng)抗 性 減少植物病害的發(fā)生 本文就植物內(nèi)生菌的來源 大蒜內(nèi)生菌的分離與鑒定以及大蒜內(nèi)生菌對植物病害影響等方面 闡述 大蒜內(nèi)生菌在防治植物病害方面的研究成果 同時 對大蒜內(nèi)生菌在植物病害生物防治中的應(yīng)用前景及存在的問題進(jìn)行了討 論 以期為大蒜內(nèi)生菌資源的開發(fā)利用提供參考 關(guān)鍵詞 大蒜 內(nèi)生菌 植物病害 生物防治 中圖分類號 S432 1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A 文章編號 2096 3491 2023 05 0412 09 Research progress of garlic endophytes for plant disease control CHEN Tongtong 1 3 TANG Yawen 1 ZHANG Sihan 1 XU Mengyao 1 ZHAI Yue 1 HU Ziyue 1 LU Ling 1 XUE Meng 1 BAI Yaobo 2 WANG Junjuan 1 3 JIANG Jihong 1 3 1 School of Life Science Jiangsu Normal University Xuzhou 221116 Jiangsu China 2 Xuzhou College of Biological Engineering Xuzhou 221018 Jiangsu China 3 State Key Laboratory of Medicinal Plant Biotechnology Jiangsu Normal University Xuzhou 221116 Jiangsu China Abstract Garlic is known for its bactericidal and bacteriostatic properties Studies have found that garlic is also rich in microorganisms which play an important role in the efficacy of garlic The endophytic bacteria of garlic can inhibit the pathogenic microorganisms directly and indirectly induce the system to produce resistance and reduce the occurrence of plant diseases through the exopolysaccharides or secreted antibiotics and other substances In this paper the source of en dophytes in plants the isolation identification and the effects of endophytes in garlic on plant diseases are discussed At the same time the application prospect and existing problems of garlic endophytes in plant disease biological control are discussed in order to provide reference for the development and utilization of garlic endophyte resources Key words garlic endophyte plant disease biological control DOI 10 14188 j ajsh 2023 05 002 收稿日期 2023 03 01 修回日期 2023 08 06 接受日期 2023 10 10 作者簡介 陳童童 1997 女 碩士生 研究方向 微生物與植物互作 E mail 2020201448 通訊聯(lián)系人 王軍娟 1988 女 講師 主要從事植物與微生物互作 E mail wjj1139 蔣繼宏 1962 男 博士 教授 研究方 向 珍稀藥食資源和內(nèi)生菌資源及功能 微生物生態(tài)學(xué) 珍稀藥用植物細(xì)胞工程 E mail jhjiang 基金項(xiàng)目 國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目 31801720 產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合研發(fā)項(xiàng)目B類 KC21343 引用格式 陳童童 唐亞文 張思涵 等 大蒜內(nèi)生菌對植物病害防治的研究進(jìn)展 J 生物資源 2023 45 5 412 420 Chen T T Tang Y W Zhang S H et al Research progress of garlic endophytes for plant disease control J Biotic Resources 2023 45 5 412 420 生 物 資 源 0 引 言 植 物 病 害 是 影 響 農(nóng) 作 物 穩(wěn) 定 高 產(chǎn) 的 主 要 原 因 之 一 如 小 麥 條 銹 病 對 小 麥 葉 片 和 葉 鞘 的 損 傷 使 得 小 麥 減 產(chǎn) 40 甚 至 絕 產(chǎn) 1 目 前 針 對 植 物 病 害 采 取 的 防 治 手 段 還 是 以 化 學(xué) 方 法 為 主 但 化 學(xué) 方 法 存 在 許 多 弊 端 不 但 污 染 環(huán) 境 而 且 也 會 危 及 人 類 的 身 體 健 康 因 此 尋 找 無 污 染 綠 色 安 全 的 生 物 防 治 方 法 成 為 當(dāng) 前 人 們 的 研 究 熱 點(diǎn) 近 年 來 人 們 發(fā) 現(xiàn) 植 物 體 中 含 有 豐 富 的 內(nèi) 生 細(xì) 菌 已 從 大 蒜 2 柑 橘 3 小 麥 4 檸 檬 5 花 生 6 水 稻 7 棉 花 8 紅 豆 杉 9 番 茄 10 馬 鈴 薯 11 等 50 多 種 植 物 體 內(nèi) 分 離 鑒 定 出 多 個 屬 的 內(nèi) 生 菌 幾 乎 所 有 健 康 植 物 體 內(nèi) 均 含 有 內(nèi) 生 菌 12 這 些 內(nèi) 生 菌 在 植 物 體 內(nèi) 的 特 殊 環(huán) 境 中 存 活 在 不 斷 演 化 的 過 程 中 與 寄 主 形 成 了 互 惠 共 生 的 良 好 關(guān) 系 且 有 研 究 表 明 感 染 了 內(nèi) 生 菌 的 植 株 與 未 感 染 植 株 相 比 更 具 抗 逆 抗 脅 迫 抗 病 害 等 優(yōu) 勢 生 存 能 力 也 更 頑 強(qiáng) 13 大 蒜 不 同 于 其 他 普 通 蔬 菜 其 鱗 莖 有 藥 用 價 值 食 用 可 助 消 化 刺 激 食 欲 具 有 良 好 的 生 物 活 性 保 健 效 果 和 藥 用 價 值 大 蒜 除 作 為 烹 飪 調(diào) 味 品 外 還 常 被 用 于 醫(yī) 藥 領(lǐng) 域 古 時 就 有 記 載 大 蒜 可 以 祛 風(fēng) 利 尿 消 渴 止 血 14 現(xiàn) 代 研 究 表 明 大 蒜 還 具 有 抗 菌 抗 病 毒 15 抗 氧 化 16 抗 衰 老 17 等 多 種 功 效 大 蒜 因 其 藥 用 特 性 和 抗 微 生 物 活 性 被 廣 泛 關(guān) 注 18 20 因 其 體 內(nèi) 含 硫 化 合 物 的 存 在 能 夠 抗 菌 消 炎 抑 制 和 殺 滅 多 種 細(xì) 菌 真 菌 和 病 毒 21 24 因 此 人 們 常 稱 大 蒜 為 天 然 廣 譜 植 物 抗 菌 藥 大 蒜 內(nèi) 生 菌 能 產(chǎn) 生 抑 菌 活 性 物 質(zhì) 抗 菌 活 性 高 抗 菌 譜 廣 能 引 起 植 物 的 抗 感 染 免 疫 反 應(yīng) 在 植 物 生 長 和 抗 病 方 面 有 裨 益 25 目 前 全 球 針 對 大 蒜 抗 菌 相 關(guān) 的 研 究 大 多 停 留 在 對 大 蒜 提 取 物 的 研 究 上 而 涉 及 到 大 蒜 內(nèi) 生 菌 方 面 的 研 究 不 多 針 對 大 蒜 內(nèi) 生 菌 對 植 物 病 害 防 治 的 研 究 進(jìn) 展 也 緩 慢 本 文 就 植 物 內(nèi) 生 菌 的 來 源 大 蒜 內(nèi) 生 菌 的 分 離 與 鑒 定 以 及 大 蒜 內(nèi) 生 菌 對 植 物 病 害 防 治 作 用 等 方 面 進(jìn) 行 了 總 結(jié) 和 討 論 以 期 為 大 蒜 內(nèi) 生 菌 資 源 的 開 發(fā) 與 利 用 提 供 一 定 的 參 考 1 植 物 內(nèi) 生 菌 的 來 源 1 1 植 物 內(nèi) 生 菌 的 分 類 內(nèi) 生 菌 endophyte 是 指 在 健 康 植 物 組 織 內(nèi) 存 在 且 對 宿 主 植 物 不 產(chǎn) 生 明 顯 的 感 染 癥 狀 的 微 生 物 主 要 有 細(xì) 菌 真 菌 和 放 線 菌 26 27 有 研 究 表 明 幾 乎 植 物 的 所 有 組 織 包 括 根 莖 葉 花 果 實(shí) 和 種 子 等 都 發(fā) 現(xiàn) 有 內(nèi) 生 菌 的 存 在 目 前 農(nóng) 業(yè) 上 對 小 麥 4 水 稻 7 棉 花 8 玉 米 28 甜 菜 29 等 植 物 體 內(nèi) 的 內(nèi) 生 菌 研 究 較 多 這 些 內(nèi) 生 菌 在 固 氮 促 進(jìn) 生 長 以 及 抗 病 抗 蟲 害 等 方 面 對 宿 主 植 物 有 裨 益 30 目 前 地 球 上 發(fā) 現(xiàn) 有 超 過 40 萬 種 31 植 物 由 于 植 物 內(nèi) 生 菌 與 植 物 之 間 存 在 專 一 性 地 球 上 的 內(nèi) 生 菌 大 概 有 100 萬 種 但 現(xiàn) 在 只 有 不 到 十 分 之 一 的 植 物 內(nèi) 生 菌 被 發(fā) 現(xiàn) 并 記 錄 在 冊 32 對 植 物 內(nèi) 生 菌 進(jìn) 行 深 入 研 究 任 務(wù) 繁 重 且 艱 辛 1 2 植 物 內(nèi) 生 菌 的 傳 播 方 式 植 物 內(nèi) 生 菌 的 傳 播 方 式 主 要 有 三 種 32 第 一 種 是 垂 直 傳 播 相 同 種 屬 的 植 物 經(jīng) 種 子 傳 播 第 二 種 是 水 平 傳 播 外 界 微 生 物 經(jīng) 由 植 物 細(xì) 胞 纖 維 素 的 降 解 活 動 進(jìn) 入 到 宿 主 細(xì) 胞 體 內(nèi) 第 三 種 方 式 是 通 過 植 物 根 部 的 縫 隙 進(jìn) 入 到 植 物 內(nèi) 兩 者 之 間 互 惠 互 利 協(xié) 同 共 生 形 成 了 共 贏 的 局 面 并 且 這 種 局 面 使 得 植 物 的 抗 逆 能 力 33 36 得 到 了 提 升 1 3 植 物 病 害 的 生 物 防 治 機(jī) 制 分 泌 代 謝 產(chǎn) 物 植 物 內(nèi) 生 菌 通 過 代 謝 活 動 會 分 泌 出 抗 生 素 類 37 生 物 堿 類 38 水 解 酶 類 39 等 活 性 物 質(zhì) 這 些 物 質(zhì) 對 致 病 菌 具 有 抵 抗 作 用 競 爭 生 存 空 間 內(nèi) 生 菌 處 于 植 物 內(nèi) 部 或 者 植 物 附 近 的 環(huán) 境 時 會 與 病 原 菌 搶 奪 生 存 空 間 影 響 了 病 原 菌 的 正 常 生 命 活 動 在 一 定 程 度 上 減 輕 病 原 菌 對 植 物 的 威 脅 而 相 處 在 同 一 生 存 空 間 時 內(nèi) 生 菌 也 會 爭 奪 病 原 菌 的 養(yǎng) 分 病 原 菌 得 不 到 充 分 的 營 養(yǎng) 物 質(zhì) 生 長 速 度 減 慢 或 停 滯 不 前 從 而 引 起 死 亡 促 進(jìn) 生 長 間 接 促 進(jìn) 抗 病 植 物 內(nèi) 生 菌 對 于 調(diào) 節(jié) 植 物 的 生 長 抑 菌 等 有 較 大 影 響 40 有 研 究 者 在 研 究 銀 杏 內(nèi) 生 菌 的 抑 菌 活 性 實(shí) 驗(yàn) 中 提 到 銀 杏 很 少 發(fā) 生 病 害 的 原 因 與 其 體 內(nèi) 存 在 具 有 抑 菌 活 性 的 內(nèi) 生 菌 有 關(guān) 41 內(nèi) 生 菌 和 宿 主 植 物 長 期 共 生 期 間 其 對 植 物 的 生 長 起 促 進(jìn) 作 用 會 促 進(jìn) 植 物 體 分 泌 如 赤 霉 素 植 物 生 長 素 等 調(diào) 節(jié) 因 子 來 調(diào) 節(jié) 植 物 的 生 長 從 而 讓 植 物 的 生 長 處 于 更 好 的 趨 勢 2 大 蒜 內(nèi) 生 菌 的 研 究 現(xiàn) 狀 2 1 大 蒜 的 歷 史 大 蒜 garlic 別 名 獨(dú) 蒜 胡 蒜 獨(dú) 頭 蒜 是 百 合 科 L iliaceae 蔥 屬 A l l iu m L 草 本 植 物 多 年 生 可 形 成 鱗 莖 鱗 莖 被 稱 作 蒜 頭 就 是 一 般 所 說 的 大 蒜 大 蒜 形 狀 扁 球 形 圓 錐 形 外 表 皮 以 灰 白 色 為 主 里 面 還 有 一 層 鱗 皮 剝 去 表 皮 里 面 一 般 有 6 10 個 蒜 瓣 一 個 緊 靠 一 個 呈 輪 盤 形 狀 底 部 有 很 多 須 根 我 國 種 植 大 蒜 的 歷 史 悠 久 是 世 界 上 種 植 大 蒜 的 第 一 大 國 年 種 植 面 積 超 53 萬 hm 2 占 全 球 50 以 上 42 413 陳 童 童 等 大 蒜 內(nèi) 生 菌 對 植 物 病 害 防 治 的 研 究 進(jìn) 展 大 蒜 有 濃 郁 的 氣 味 生 吃 會 感 到 辛 辣 雖 作 為 輔 料 但 其 營 養(yǎng) 價 值 和 食 療 保 健 功 能 備 受 青 睞 43 大 蒜 除 有 多 種 礦 物 質(zhì) 維 生 素 及 氨 基 酸 等 營 養(yǎng) 成 分 外 44 還 含 有 含 硫 化 合 物 等 化 學(xué) 成 分 45 有 研 究 表 明 與 韭 菜 油 提 取 物 相 比 大 蒜 油 具 有 更 強(qiáng) 的 抗 真 菌 活 性 對 白 色 念 珠 菌 C a n d id a a l b ic a n s 具 有 最 大 抑 制 區(qū) 13 50 m m 最 小 抑 菌 濃 度 M IC 0 40 g m L 和 最 小 殺 菌 濃 度 M F C 0 75 g m L 因 此 大 蒜 鱗 莖 的 油 提 取 物 表 現(xiàn) 出 顯 著 的 生 物 活 性 可 用 作 藥 物 和 保 健 品 成 分 的 來 源 46 2 2 大 蒜 內(nèi) 生 菌 的 分 離 與 鑒 定 科 學(xué) 家 們 對 大 蒜 能 夠 抗 菌 殺 菌 的 來 源 進(jìn) 行 了 探 索 發(fā) 現(xiàn) 大 蒜 內(nèi) 除 了 有 許 多 活 性 物 質(zhì) 外 還 有 豐 富 的 內(nèi) 生 菌 資 源 近 年 來 的 一 些 研 究 成 果 表 明 從 大 蒜 中 提 取 出 來 的 物 質(zhì) 能 抑 制 和 殺 死 多 種 常 見 的 革 蘭 氏 陽 性 和 陰 性 菌 47 從 大 蒜 鱗 莖 中 分 離 得 到 19 株 內(nèi) 生 細(xì) 菌 無 放 線 菌 和 真 菌 19 株 均 為 桿 菌 其 中 7 株 為 革 蘭 氏 陽 性 菌 12 株 為 革 蘭 氏 陰 性 菌 他 們 分 別 進(jìn) 行 以 番 茄 灰 霉 菌 B o tr y tis c in e r e a 等 5 種 病 原 真 菌 為 靶 標(biāo) 菌 和 以 枯 草 芽 胞 桿 菌 B a c il l u s s u b til is 等 5 株 病 原 細(xì) 菌 為 靶 標(biāo) 菌 的 拮 抗 作 用 測 定 發(fā) 現(xiàn) 這 19 株 內(nèi) 生 細(xì) 菌 對 病 原 真 菌 或 細(xì) 菌 均 有 廣 譜 抗 菌 作 用 48 為 了 進(jìn) 一 步 探 索 大 蒜 的 生 物 防 治 應(yīng) 用 又 有 研 究 學(xué) 者 對 廣 西 產(chǎn) 的 大 蒜 鱗 莖 進(jìn) 行 了 研 究 從 中 分 離 出 28 株 有 效 內(nèi) 生 菌 多 為 細(xì) 菌 說 明 大 蒜 中 也 存 在 放 線 菌 和 真 菌 其 中 5 株 內(nèi) 生 細(xì) 菌 的 代 謝 產(chǎn) 物 對 尖 孢 鐮 刀 菌 F u s a r iu m o x y s p o r u m 有 較 好 的 抑 菌 作 用 49 以 常 規(guī) 分 離 培 養(yǎng) 方 法 對 黑 蒜 加 工 過 程 中 大 蒜 總 菌 和 內(nèi) 生 菌 的 數(shù) 量 變 化 規(guī) 律 進(jìn) 行 了 研 究 50 發(fā) 現(xiàn) 大 蒜 表 面 及 內(nèi) 部 沒 有 嚴(yán) 格 意 義 的 真 菌 存 在 但 有 大 量 的 好 氧 和 厭 氧 菌 而 在 一 項(xiàng) 篩 選 大 蒜 產(chǎn) 香 內(nèi) 生 菌 的 研 究 中 有 學(xué) 者 分 離 純 化 得 到 了 一 株 有 蘋 果 香 味 的 內(nèi) 生 真 菌 對 這 株 真 菌 進(jìn) 行 了 IT S 序 列 分 析 鑒 定 其 為 白 地 霉 菌 G e o tr ic h u m c a n d id u m L ink 2 51 52 為 得 到 更 多 大 蒜 內(nèi) 生 菌 的 基 本 信 息 給 植 物 病 蟲 害 的 生 物 防 治 提 供 新 的 菌 種 資 源 研 究 者 們 從 來 自 江 蘇 徐 州 山 東 金 鄉(xiāng) 等 10 個 不 同 地 區(qū) 不 同 品 種 的 大 蒜 蒜 瓣 中 成 功 分 離 出 102 株 大 蒜 內(nèi) 生 菌 其 中 細(xì) 菌 92 株 主 要 為 芽 胞 桿 菌 屬 B a c il l u s C ohn 和 假 單 胞 菌 屬 P s e u d o m o n a s 真 菌 3 株 都 是 霉 菌 放 線 菌 7 株 通 過 抑 菌 活 性 實(shí) 驗(yàn) 發(fā) 現(xiàn) 其 中 有 19 株 內(nèi) 生 菌 對 至 少 5 種 病 原 真 菌 有 拮 抗 作 用 而 有 一 種 菌 株 的 拮 抗 性 最 強(qiáng) 對 白 腐 小 核 菌 S c l e r o tiu m c e p iv o r u m 的 抑 菌 率 達(dá) 到 90 24 對 其 他 病 原 菌 的 抑 制 率 均 在 70 左 右 53 以 上 研 究 結(jié) 果 表 明 大 蒜 內(nèi) 生 菌 多 為 細(xì) 菌 芽 胞 桿 菌 屬 占 絕 大 部 分 也 說 明 了 大 蒜 內(nèi) 生 細(xì) 菌 和 放 線 菌 對 多 種 植 物 病 原 真 菌 的 生 長 有 抑 制 作 用 具 有 很 好 的 生 防 潛 力 3 大 蒜 內(nèi) 生 菌 對 植 物 病 害 防 治 的 研 究 現(xiàn) 狀 3 1 大 蒜 內(nèi) 生 細(xì) 菌 對 植 物 病 害 的 防 治 采 用 傳 統(tǒng) 培 養(yǎng) 法 對 大 蒜 及 黑 蒜 內(nèi) 生 菌 進(jìn) 行 分 離 鑒 定 時 發(fā) 現(xiàn) 內(nèi) 生 細(xì) 菌 中 枯 草 芽 胞 桿 菌 甲 基 營 養(yǎng) 芽 胞 桿 菌 B a c il l u s m e th y l o tr o p h ic u s 解 淀 粉 芽 胞 桿 菌 B a c il l u s a m y l o l iq u e fa c ie n s 是 大 蒜 的 優(yōu) 勢 菌 54 大 蒜 內(nèi) 所 含 有 的 枯 草 芽 胞 桿 菌 可 以 合 成 脂 肽 類 抗 生 素 風(fēng) 菌 素 枯 草 菌 表 面 活 性 劑 等 這 些 物 質(zhì) 可 以 直 接 抑 制 多 種 病 原 真 菌 的 合 成 保 護(hù) 植 物 免 受 侵 襲 55 而 芽 胞 桿 菌 因 其 繁 殖 快 分 布 廣 抗 逆 性 高 生 命 力 頑 強(qiáng) 且 具 有 抑 菌 作 用 而 受 到 從 事 生 物 防 治 工 作 的 研 究 者 們 的 關(guān) 注 56 57 其 中 枯 草 芽 胞 桿 菌 解 淀 粉 芽 胞 桿 菌 蘇 云 金 芽 胞 桿 菌 B a c il l u s th u r in g ie n s is 這 三 類 芽 胞 桿 菌 是 當(dāng) 前 生 防 芽 胞 桿 菌 的 主 要 研 究 對 象 解 淀 粉 芽 胞 桿 菌 可 以 通 過 分 泌 多 種 抗 菌 物 質(zhì) 對 植 物 病 蟲 害 進(jìn) 行 防 治 58 白 地 霉 菌 液 和 解 淀 粉 芽 胞 桿 菌 菌 液 混 合 后 對 黃 瓜 枯 萎 病 的 防 治 效 果 達(dá) 50 2 59 此 外 生 防 芽 胞 桿 菌 還 可 以 被 用 來 防 治 農(nóng) 業(yè) 上 的 棉 花 黃 萎 病 目 前 已 研 發(fā) 出 枯 草 芽 胞 桿 菌 可 濕 性 粉 劑 只 需 在 播 種 前 使 用 該 藥 品 拌 種 防 效 可 達(dá) 80 60 芽 胞 桿 菌 在 防 治 細(xì) 菌 病 害 如 黃 瓜 細(xì) 菌 性 角 斑 病 番 茄 青 枯 病 方 面 也 有 效 果 61 在 防 治 大 蒜 白 腐 病 的 研 究 62 中 研 究 者 們 從 大 蒜 健 康 球 莖 內(nèi) 分 離 出 了 35 株 內(nèi) 生 菌 其 對 大 蒜 白 腐 病 起 到 抑 制 作 用 降 低 了 菌 絲 的 生 長 在 體 外 形 成 了 抑 制 區(qū) 其 以 14 株 魯 氏 不 動 桿 菌 A c in e to b a c te 為 主 其 次 是 8 株 暹 羅 芽 胞 桿 菌 B a c il l u s s ia m e n s is 2 株 枯 草 芽 胞 桿 菌 2 株 銅 綠 假 單 胞 菌 P a e r u g in o s a 3 株 貝 萊 斯 芽 胞 桿 菌 B a c il l u s v e l e z e n s is 和 1 株 沙 福 芽 胞 桿 菌 B a c il l u s s a fe n s is 其 中 有 16 株 大 蒜 內(nèi) 生 菌 的 抑 制 率 超 過 了 50 5 株 的 抑 制 率 小 于 25 大 蒜 內(nèi) 生 細(xì) 菌 在 植 物 體 內(nèi) 長 期 穩(wěn) 定 定 殖 并 傳 導(dǎo) 不 易 受 外 界 環(huán) 境 條 件 的 干 擾 并 能 抵 御 病 蟲 侵 襲 是 寶 貴 的 天 然 生 物 資 源 而 在 一 項(xiàng) 研 究 中 研 究 者 們 利 用 從 大 蒜 蔥 屬 中 分 離 的 假 單 胞 菌 株 介 導(dǎo) 合 成 了 銀 納 米 顆 粒 A gN P s 抑 制 了 小 麥 頭 枯 萎 病 63 研 究 發(fā) 現(xiàn) A gN P s 對 小 麥 鐮 刀 菌 F u s a r iu m sp 菌 絲 生 長 的 抑 制 作 用 隨 著 濃 度 的 增 加 而 增 加 抑 制 了 孢 子 的 萌 發(fā) 和 芽 管 的 生 長 且 A gN P s 的 存 在 會 使 小 麥 鐮 刀 菌 菌 絲 表 現(xiàn) 出 異 常 結(jié) 構(gòu) A gN P s 的 濃 度 越 高 菌 體 內(nèi) D N A 和 蛋 白 質(zhì) 的 泄 漏 越 加 劇 研 究 首 次 進(jìn) 行 了 414 生 物 資 源 A gN P s 的 生 物 合 成 生 物 合 成 的 A gN P s 對 小 麥 頭 疫 病 病 原 菌 具 有 較 強(qiáng) 的 抗 真 菌 活 性 這 可 能 部 分 歸 因 于 它 們 抑 制 孢 子 萌 發(fā) 芽 管 生 長 霉 菌 毒 素 的 產(chǎn) 生 和 細(xì) 胞 膜 的 損 傷 合 成 的 A gN P s 可 以 使 小 麥 植 株 不 受 真 菌 侵 染 具 有 巨 大 的 保 護(hù) 潛 力 雖 然 大 蒜 內(nèi) 生 細(xì) 菌 對 引 起 植 物 病 害 的 病 原 菌 的 防 治 機(jī) 制 還 有 待 進(jìn) 一 步 探 索 但 從 目 前 已 有 的 研 究 結(jié) 果 推 測 大 部 分 的 大 蒜 內(nèi) 生 細(xì) 菌 是 通 過 自 身 合 成 的 脂 肽 類 抗 生 素 風(fēng) 菌 素 枯 草 菌 表 面 活 性 劑 等 物 質(zhì) 直 接 抑 制 多 種 病 原 真 菌 的 合 成 因 此 其 在 保 護(hù) 植 物 不 受 病 害 侵 襲 方 面 有 巨 大 的 發(fā) 展 潛 能 隨 著 人 們 對 自 然 環(huán) 境 保 護(hù) 意 識 的 不 斷 加 強(qiáng) 及 現(xiàn) 代 農(nóng) 業(yè) 逐 步 向 生 態(tài) 型 農(nóng) 業(yè) 發(fā) 展 未 來 用 大 蒜 內(nèi) 生 細(xì) 菌 替 代 化 肥 和 農(nóng) 藥 來 防 治 植 物 病 蟲 害 既 保 持 了 植 物 微 生 態(tài) 系 統(tǒng) 的 生 物 多 樣 性 又 實(shí) 現(xiàn) 了 農(nóng) 業(yè) 的 可 持 續(xù) 發(fā) 展 3 2 大 蒜 內(nèi) 生 真 菌 對 植 物 病 害 的 防 治 在 一 項(xiàng) 關(guān) 于 1 株 大 蒜 內(nèi) 生 真 菌 的 分 離 鑒 定 及 抗 病 原 真 菌 活 性 的 研 究 中 2 曾 分 離 得 到 一 株 白 地 霉 菌 它 能 抑 制 大 蒜 白 腐 小 核 菌 進(jìn) 一 步 研 究 發(fā) 現(xiàn) 是 因 為 其 胞 外 多 糖 具 有 抑 菌 效 果 從 大 蒜 蒜 瓣 中 分 離 出 3 株 真 菌 53 其 中 的 淡 紫 擬 青 霉 P a e c il o m y c e s l i l a c in u s 能 夠 通 過 侵 染 線 蟲 的 卵 及 幼 蟲 來 降 低 南 方 根 結(jié) 線 蟲 90 的 孵 化 率 64 目 前 淡 紫 擬 青 霉 已 經(jīng) 被 用 于 蔬 菜 香 蕉 等 多 種 植 物 線 蟲 病 害 的 防 治 目 前 我 們 對 于 大 蒜 內(nèi) 生 真 菌 對 植 物 病 害 的 生 防 機(jī) 制 還 知 之 甚 少 大 膽 設(shè) 想 或 許 從 已 知 的 胞 外 多 糖 的 獨(dú) 特 抑 菌 功 效 著 手 研 究 新 型 的 生 物 防 治 方 法 去 解 決 農(nóng) 業(yè) 的 病 蟲 害 問 題 不 失 為 一 個 有 研 究 潛 力 的 方 向 希 望 未 來 科 研 學(xué) 者 們 能 對 大 蒜 體 內(nèi) 的 真 菌 資 源 進(jìn) 行 更 深 層 的 研 究 并 將 它 們 應(yīng) 用 于 植 物 病 害 的 防 治 研 究 中 減 少 使 用 化 學(xué) 手 段 防 治 對 環(huán) 境 造 成 的 影 響 3 3 大 蒜 內(nèi) 生 放 線 菌 對 植 物 病 害 的 防 治 放 線 菌 作 為 寶 貴 的 微 生 物 資 源 是 天 然 抗 生 素 等 生 物 活 性 物 質(zhì) 的 主 要 生 產(chǎn) 菌 生 防 放 線 菌 中 含 有 鏈 霉 素 阿 維 菌 素 伊 維 菌 素 春 雷 霉 素 和 井 岡 霉 素 等 有 研 究 發(fā) 現(xiàn) 它 們 在 農(nóng) 業(yè) 病 蟲 害 的 防 治 中 占 有 重 要 地 位 65 放 線 菌 一 般 通 過 兩 種 途 徑 對 致 病 菌 發(fā) 揮 生 防 作 用 一 種 是 在 寄 主 植 物 組 織 內(nèi) 誘 發(fā) 其 產(chǎn) 生 抗 性 或 產(chǎn) 生 抑 菌 物 質(zhì) 從 而 影 響 病 原 菌 的 生 長 繁 殖 最 后 致 其 死 亡 另 一 種 是 通 過 競 爭 捕 食 和 寄 生 作 用 降 低 病 原 菌 的 致 病 性 侵 染 效 率 導(dǎo) 致 病 原 體 的 致 病 性 下 降 66 在 一 項(xiàng) 對 6 株 生 防 放 線 菌 的 生 物 學(xué) 習(xí) 性 及 防 病 抑 菌 作 用 的 研 究 中 發(fā) 現(xiàn) 67 其 中 有 4 株 放 線 菌 菌 株 的 發(fā) 酵 液 對 蘋 果 灰 霉 病 的 控 制 作 用 超 過 80 但 它 們 的 菌 懸 液 控 制 效 果 普 遍 較 差 關(guān) 于 這 幾 株 放 線 菌 具 體 的 抑 菌 機(jī) 制 仍 需 更 深 入 的 探 索 研 究 者 推 測 這 幾 株 放 線 菌 是 通 過 活 體 競 爭 來 抑 制 病 原 菌 很 多 放 線 菌 尤 其 是 鏈 霉 菌 S tr e p to m y c e s 已 被 報 道 用 于 生 物 防 治 黃 瓜 枯 萎 病 68 馬 鈴 薯 瘡 痂 病 69 番 茄 枯 萎 病 70 香 蕉 枯 萎 病 71 等 一 些 生 防 鏈 霉 菌 可 通 過 產(chǎn) 生 異 丙 托 品 isatropolone C 的 抗 生 素 有 效 防 治 馬 鈴 薯 瘡 痂 病 的 發(fā) 生 72 由 禾 頂 囊 殼 小 麥 變 種 侵 染 引 起 的 小 麥 全 蝕 病 對 小 麥 的 生 產(chǎn) 造 成 了 威 脅 而 生 防 放 線 菌 A c tin o m y c e te s 可 使 小 麥 全 蝕 病 發(fā) 病 率 減 少 70 以 上 73 在 大 蒜 健 康 球 莖 中 也 分 離 出 3 株 羅 氏 鏈 霉 菌 S r o c h e i 1 株 黃 綠 鏈 霉 菌 S fl a v o v ir id is 和 1 株 西 塘 鏈 霉 菌 S s e to n ii 可 以 抑 制 大 蒜 白 腐 病 病 原 體 菌 絲 的 生 長 降 低 大 蒜 白 腐 病 的 發(fā) 病 率 且 抑 制 率 都 超 過 19 62 目 前 對 于 大 蒜 放 線 菌 在 生 防 植 物 病 害 方 面 的 具 體 作 用 機(jī) 制 依 舊 處 于 探 索 階 段 只 有 一 些 研 究 結(jié) 果 讓 我 們 了 解 到 大 蒜 放 線 菌 可 能 通 過 寄 生 于 病 原 體 或 者 與 病 原 體 競 爭 影 響 病 原 體 菌 絲 的 正 常 生 長 來 抑 制 它 們 對 植 物 的 侵 襲 但 更 多 的 支 撐 性 證 據(jù) 仍 有 待 發(fā) 現(xiàn) 雖 然 針 對 大 蒜 內(nèi) 生 放 線 菌 防 治 植 物 病 害 的 研 究 開 展 緩 慢 但 轉(zhuǎn) 基 因 技 術(shù) 的 發(fā) 展 給 生 防 大 蒜 內(nèi) 生 放 線 菌 帶 來 了 發(fā) 展 機(jī) 會 前 人 對 其 他 生 防 放 線 菌 的 多 項(xiàng) 研 究 表 明 從 生 防 制 劑 入 手 開 展 對 大 蒜 內(nèi) 生 放 線 菌 的 研 究 未 來 可 能 對 農(nóng) 業(yè) 病 害 防 治 和 環(huán) 境 保 護(hù) 起 重 要 作 用 4 展 望 對 植 物 病 害 的 防 治 目 前 主 要 采 用 的 方 法 還 是 以 噴 灑 灌 溉 農(nóng) 藥 為 主 的 化 學(xué) 手 段 對 大 多 數(shù) 的 農(nóng) 業(yè) 生 產(chǎn) 來 說 這 種 方 法 既 經(jīng) 濟(jì) 實(shí) 惠 又 見 效 快 但 產(chǎn) 生 的 副 作 用 也 很 明 顯 要 付 出 生 態(tài) 環(huán) 境 被 破 壞 的 代 價 植 物 內(nèi) 生 菌 資 源 豐 富 且 寶 貴 不 僅 可 以 通 過 調(diào) 節(jié) 植 物 體 內(nèi) 激 素 含 量 加 快 宿 主 生 長 速 度 還 降 低 了 植 物 病 變 程 度 有 利 于 減 少 化 學(xué) 試 劑 對 生 態(tài) 環(huán) 境 的 污 染 風(fēng) 險 對 全 球 農(nóng) 業(yè) 可 持 續(xù) 性 發(fā) 展 起 到 推 動 作 用 植 物 內(nèi) 生 菌 可 以 利 用 生 態(tài) 位 競 爭 或 營 養(yǎng) 競 爭 產(chǎn) 生 誘 導(dǎo) 抗 性 抑 制 病 原 菌 感 染 或 者 合 成 抗 生 素 類 生 物 堿 類 幾 丁 質(zhì) 類 等 次 生 代 謝 產(chǎn) 物 抑 制 病 原 菌 生 長 從 而 防 治 病 蟲 害 因 此 有 些 研 究 者 認(rèn) 為 利 用 天 然 資 源 中 的 活 性 物 質(zhì) 取 代 化 學(xué) 農(nóng) 藥 進(jìn) 行 作 物 保 護(hù) 的 思 路 已 經(jīng) 成 為 現(xiàn) 代 研 究 方 向 之 一 74 內(nèi) 生 菌 與 植 物 存 在 互 惠 互 利 的 關(guān) 系 從 植 物 本 身 入 手 無 論 是 防 治 植 物 病 害 還 是 保 護(hù) 生 態(tài) 尋 找 和 開 發(fā) 可 以 抑 制 植 物 病 害 的 新 型 抑 制 劑 具 有 重 大 意 義 75 隨 著 培 養(yǎng) 技 術(shù) 的 進(jìn) 步 可 培 養(yǎng) 微 生 物 的 種 類 和 比 例 不 斷 提 高 將 為 微 生 415 陳 童 童 等 大 蒜 內(nèi) 生 菌 對 植 物 病 害 防 治 的 研 究 進(jìn) 展 物 組 和 植 物 功 能 共 生 體 的 種 群 結(jié) 構(gòu) 動 態(tài) 演 替 和 功 能 研 究 提 供 便 利 過 去 幾 十 年 雖 然 研 究 者 們 對 不 同 內(nèi) 生 植 物 的 抑 菌 特 性 和 鑒 定 做 了 大 量 研 究 但 在 開 發(fā) 利 用 上 還 存 在 不 足 主 要 表 現(xiàn) 在 以 下 幾 個 方 面 大 量 的 稀 有 內(nèi) 生 抑 菌 微 生 物 資 源 有 待 挖 掘 因 無 法 完 全 復(fù) 制 微 生 物 生 長 的 自 然 環(huán) 境 條 件 和 其 特 殊 的 選 擇 性 等 缺 陷 仍 然 有 大 部 分 內(nèi) 生 菌 不 能 或 未 被 培 養(yǎng) 對 有 效 的 抑 菌 菌 株 尚 未 實(shí) 現(xiàn) 其 活 性 代 謝 產(chǎn) 物 的 工 業(yè) 化 生 產(chǎn) 分 子 機(jī) 制 研 究 還 不 夠 深 入 現(xiàn) 階 段 植 物 內(nèi) 生 菌 的 研 究 主 要 停 留 在 組 織 分 離 純 化 種 屬 鑒 定 次 生 代 謝 產(chǎn) 物 鑒 定 等 階 段 而 在 內(nèi) 生 菌 的 侵 染 定 殖 途 徑 抗 病 害 機(jī) 制 抗 耐 藥 機(jī) 制 以 及 宿 主 與 內(nèi) 生 菌 互 作 分 子 機(jī) 制 等 方 面 研 究 較 少 未 來 研 究 可 將 重 點(diǎn) 放 在 如 何 利 用 可 培 養(yǎng) 的 物 種 建 立 模 型 以 便 更 有 效 地 揭 示 不 可 培 養(yǎng) 微 生 物 的 功 能 搞 清 楚 內(nèi) 生 菌 與 附 生 菌 物 質(zhì) 流 信 息 流 和 能 量 流 對 寄 主 植 物 的 影 響 以 及 寄 主 植 物 對 這 些 微 生 物 種 群 結(jié) 構(gòu) 的 調(diào) 控 機(jī) 制 等 大 蒜 在 防 治 植 物 病 蟲 害 方 面 越 來 越 受 關(guān) 注 科 學(xué) 家 們 通 過 使 用 新 的 研 究 思 路 和 技 術(shù) 手 段 不 斷 發(fā) 現(xiàn) 越 來 越 多 的 大 蒜 內(nèi) 生 菌 資 源 如 何 利 用 這 些 內(nèi) 生 菌 資 源 指 導(dǎo) 實(shí) 際 生 產(chǎn) 將 成 為 應(yīng) 用 的 重 點(diǎn) 多 項(xiàng) 研 究 也 揭 示 了 大 蒜 內(nèi) 生 菌 能 有 效 減 輕 真 菌 細(xì) 菌 等 引 起 的 病 害 對 植 物 的 影 響 促 進(jìn) 植 物 的 健 康 生 長 提 高 農(nóng) 作 物 產(chǎn) 量 推 動 農(nóng) 業(yè) 發(fā) 展 但 同 時 也 存 在 一 些 有 待 解 決 的 問 題 雖 然 已 經(jīng) 有 如 百 抗 76 麥 豐 寧 77 一 類 的 生 物 殺 菌 劑 被 推 廣 應(yīng) 用 但 這 些 產(chǎn) 品 也 存 在 著 有 效 期 短 見 效 慢 易 受 環(huán) 境 影 響 等 缺 點(diǎn) 因 此 將 生 物 制 劑 與 化 學(xué) 農(nóng) 藥 復(fù) 配 來 防 治 植 物 病 害 的 方 法 也 是 一 條 新 思 路 然 而 相 比 發(fā) 達(dá) 國 家 中 國 在 大 蒜 內(nèi) 生 菌 方 面 的 研 究 和 應(yīng) 用 還 處 于 初 步 發(fā) 展 階 段 尤 其 是 生 防 大 蒜 內(nèi) 生 菌 的 作 用 機(jī) 制 和 應(yīng) 用 技 術(shù) 方 面 還 需 進(jìn) 一 步 探 討 對 大 蒜 內(nèi) 生 菌 基 因 組 學(xué) 和 蛋 白 組 學(xué) 的 研 究 有 待 加 深 產(chǎn) 業(yè) 開 發(fā) 也 處 于 待 發(fā) 展 階 段 希 望 未 來 在 充 分 揭 示 功 能 共 生 體 的 基 礎(chǔ) 上 借 助 人 工 智 能 和 信 息 技 術(shù) 探 索 大 蒜 內(nèi) 生 菌 對 寄 主 的 影 響 以 期 在 農(nóng) 作 物 育 種 計 劃 中 設(shè) 計 促 進(jìn) 植 物 健 康 生 長 資 源 利 用 效 率 更 高 的 功 能 共 生 體 從 而 充 分 發(fā) 揮 大 蒜 內(nèi) 生 菌 的 功 能 減 少 化 學(xué) 品 投 入 和 溫 室 氣 體 排 放 實(shí) 現(xiàn) 農(nóng) 業(yè) 的 可 持 續(xù) 發(fā) 展 相 信 大 蒜 內(nèi) 生 菌 在 生 態(tài) 型 農(nóng) 業(yè) 的 應(yīng) 用 前 景 會 越 來 越 廣 闊 參 考 文 獻(xiàn) 1 石 利 朝 張 彬 王 震 等 小