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)道常見的對植物病害有生防作用的細(xì)菌多集中在以下幾個屬：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，其營養(yǎng)需要相對簡單、能夠利用根分泌物中大部分營養(yǎng)迅速在植物根基定殖。同時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。近來年，國內(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目前在美國上市的熒光性假單胞菌類目前在美國上市的熒光性假單胞菌類PGPRTable11PseudomonasproductsfdiseasecontrolinUSAmarketPGPR產(chǎn)品名防治對象應(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)植物生長多數(shù)是以病原菌存在為前提，抑制病原菌對植物根系的危害，間接促進(jìn)植物的生長。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、營養(yǎng)和位點(diǎn)競爭、誘導(dǎo)抗病性等等。（1）營養(yǎng)和位點(diǎn)競爭營養(yǎng)和位點(diǎn)競爭不同的作物根際為微生物提供的可利用營養(yǎng)不同。有益微生物和病原菌之

6、間競爭有限的營養(yǎng)物質(zhì)必然會影響病原物的生長和致病性。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，而且對琥珀酸，蘋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顯著3表現(xiàn)交叉保護(hù)效果，接種無毒菌株的同時誘導(dǎo)了對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有?；?，而產(chǎn)生誘導(dǎo)抗病性則對植物存在較高的?；?。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，但對蘿卜、康乃馨無誘導(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，世界各國對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?；冱S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。Thomshow等（2002）研究還表明基因直接參與抗生素的產(chǎn)生，通過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有檢測到吩嗪，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