第三章 主要生防微生物類群

1、1第三章第三章主要生防微生物類群（生防細(xì)菌、放線菌、真菌）主要生防微生物類群（生防細(xì)菌、放線菌、真菌）一、生防細(xì)菌一、生防細(xì)菌Maarten等(1997)報(bào)道常見(jiàn)的對(duì)植物病害有生防作用的細(xì)菌多集中在以下幾個(gè)屬：假單胞桿菌屬(Pseudomonas)包括熒光假單胞菌，土壤桿菌屬(Agrobacterium)，歐文氏桿菌屬(Erwinia)，伯克氏桿菌屬(Burkholderia)，芽胞桿菌屬(Bacillus)等。（一）熒光假單胞菌（一）

2、熒光假單胞菌熒光假單胞菌（Pseudomonasfluescens）屬于假單胞桿菌屬，是植物根際有益微生物中種群數(shù)量最大的一類革蘭氏陰性菌，其營(yíng)養(yǎng)需要相對(duì)簡(jiǎn)單、能夠利用根分泌物中大部分營(yíng)養(yǎng)迅速在植物根基定殖。同時(shí)因其中一些菌株具有促生和生防作用，使其成為最具有應(yīng)用前景的植物根圍促生細(xì)菌(PlantgrowthpromotingrhizobacteriaPGPR)之一。近來(lái)年，國(guó)內(nèi)外利用熒光假單胞菌防治土傳病害的研究和應(yīng)用都取得很大的進(jìn)展

3、(表1)。表1目前在美國(guó)上市的熒光性假單胞菌類目前在美國(guó)上市的熒光性假單胞菌類PGPRTable11PseudomonasproductsfdiseasecontrolinUSAmarketPGPR產(chǎn)品名防治對(duì)象應(yīng)用作物制造銷售廠家熒光假單胞菌BlightBanA506霜凍、解淀粉歐文氏菌杏、蘋(píng)果、藍(lán)莓、櫻桃、桃、李、馬鈴薯、草莓、番茄PlantHealthTechnologies熒光假單胞菌ConquerPseudomonastola

4、ssii蘑菇MauriFood熒光假單胞菌菌株NCIB2089VictusPseudomonastolassii蘑菇Sylvan丁香假單胞菌ESC10Biosave100Biosave1000BotrytiscinereaPenicilliumspp.MucpyrofmisGeotrchumcidum果類（Biosave100）柑桔（Biosave100）SpawnLabatyEcoScienceCp.丁香假單胞菌ESC11Biosav

5、e110同上梨果類EcoScienceCp.1熒光假單胞菌的生防機(jī)制熒光假單胞菌的生防機(jī)制熒光假單胞菌作為PGPR與植物間的相互作用十分復(fù)雜。研究表明其促進(jìn)植物生長(zhǎng)多數(shù)是以病原菌存在為前提，抑制病原菌對(duì)植物根系的危害，間接促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。生防熒光假單胞菌的作用機(jī)理多種多樣，就目前已經(jīng)肯定的機(jī)理，包括抗生作用、營(yíng)養(yǎng)和位點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)、誘導(dǎo)抗病性等等。（1）營(yíng)養(yǎng)和位點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)和位點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)不同的作物根際為微生物提供的可利用營(yíng)養(yǎng)不同。有益微生物和病原菌之

6、間競(jìng)爭(zhēng)有限的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)必然會(huì)影響病原物的生長(zhǎng)和致病性。Daniel等（1991）獲得了熒光假單胞菌的突變株M114，它是蛋白酶缺失突變體，不能利用葡萄糖、海藻糖、葡糖酸、果糖，甘露醇和甘油，而且對(duì)琥珀酸，蘋(píng)果酸和延胡索酸的利用方面有缺陷。突變體M114和野生型菌比較，在甜菜根際定殖能力無(wú)顯著3表現(xiàn)交叉保護(hù)效果，接種無(wú)毒菌株的同時(shí)誘導(dǎo)了對(duì)維管束的堵塞和類萜的合成，堵塞作用造成棉花植株組織中病原菌數(shù)量的減少。目前，對(duì)植物根際有益菌誘導(dǎo)抗病性的

7、研究結(jié)果表明：誘導(dǎo)抗病性的根際細(xì)菌在不同植物根際的定殖沒(méi)有?；停a(chǎn)生誘導(dǎo)抗病性則對(duì)植物存在較高的?；?。惡臭假單胞菌WCS358r和WCS374r誘導(dǎo)抗病性的植物種類明顯不同，WCS358r能夠誘導(dǎo)擬南芥的抗病性，但對(duì)蘿卜、康乃馨無(wú)誘導(dǎo)作用。根際有益菌誘導(dǎo)抗病性與病原菌誘導(dǎo)抗病性的機(jī)制明顯不同。根際有益菌產(chǎn)生的脂多糖、嗜鐵素和鞭毛蛋白是誘導(dǎo)抗性的決定因子。（3）抗生作用－產(chǎn)生抗生素抗生作用－產(chǎn)生抗生素抗生素是由微生物產(chǎn)生的具有生物學(xué)

8、活性的物質(zhì)，它在很低濃度下就能抑制或影響其它生物的機(jī)能，從而對(duì)敏感微生物產(chǎn)生抑制或致死作用。大約在一百年前，歐洲科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)了微生物間的拮抗作用。自從1877年，巴斯德發(fā)現(xiàn)一種細(xì)菌抑制另一種細(xì)菌的拮抗現(xiàn)象后，世界各國(guó)對(duì)利用微生物防治植物病害的研究發(fā)生了濃厚的興趣。由于生防菌產(chǎn)生的抗菌素具備抑制病原菌微生物生長(zhǎng)的能力，因此生防菌的拮抗作用在目前植病生防菌篩選中是最重要指標(biāo)，產(chǎn)生抗生素與否及其產(chǎn)量大小往往決定著一個(gè)生防菌株的命運(yùn)。在防治植物

9、病害中起著重要作用的熒光假單胞菌在其生長(zhǎng)環(huán)境中能分泌多種胞外活性物質(zhì)，具有拮抗?；?，可以抑制不同種屬的真菌和細(xì)菌，已在實(shí)際應(yīng)用中取得了可喜的進(jìn)展。假單胞桿菌屬和伯克氏桿菌屬在人工培養(yǎng)條件下產(chǎn)抗生素能力最強(qiáng)。生防假單胞桿菌能夠產(chǎn)生一到多種抗生素，例如：24二乙酰基藤黃酚(24diacetylphloglucinol24DAPG)，吩嗪1羧酸(phenazine1carboxylicacidPCA)，藤黃綠膿素(pyolutein)，硝吡

10、咯菌素(pyrrolnitrin)和氰化物(HCN)，對(duì)疫霉菌、青枯病菌等均有一定的抗生活性[4]。在近二十年中，由于分子生物學(xué)手段應(yīng)用于生防機(jī)制的研究，使微生物之間的拮抗作用成為生防機(jī)理研究中最清楚的部分。假單胞桿菌Hv37a產(chǎn)卵菌素(oomycin)A能力缺陷的突變株與野生菌株相比，防治棉花猝倒病的能力降低50%。同樣，HCN、24DAPG、吩嗪、硝吡咯以及熒光假單胞菌產(chǎn)生的吩嗪1羧酸可體外抑制小麥全蝕病菌Gaeumannomyce

11、sgraminisvar.tritici的生長(zhǎng)。Thomshow等（2002）研究還表明基因直接參與抗生素的產(chǎn)生，通過(guò)采用高壓液相色譜分析表明，在吩嗪產(chǎn)生菌定殖的小麥根部檢測(cè)到了吩嗪，而在吩嗪合成基因缺失的突變體定殖的小麥根圍沒(méi)有檢測(cè)到吩嗪，以上結(jié)論為熒光假單胞菌產(chǎn)生抗生素和它直接參與病害的防治提供了證據(jù)。為了說(shuō)明假單胞桿菌產(chǎn)生的pyrrolnitrin在防治猝倒病中的作用，Homma等(1994)將純化的pyrrolnitrin施于種

12、子表面，研究抗生素對(duì)病原及病害的抑制情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)抗生素能夠降低病害發(fā)生率30～50%，這與使用菌劑包衣的防病效果相當(dāng)。進(jìn)一步為抗生素在生防菌防治病害中的重要性提供了直接的證據(jù)。Shanahan等人從一株熒光假單胞菌中提純出24DPAG，這種物質(zhì)能保護(hù)甜菜免遭Pythiuim的侵染，Tn5突變的不產(chǎn)DAPG的突變體失去了抑制Pythiuim的能力。Keel等從另外一株熒光假單胞菌也分離到24DPAG，它能抑制煙草黑根腐病和小麥全蝕病。R