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《湖北農業科學雜志》2014年第十一期

1拮抗微生物對辣椒炭疽病的防治

1．1利用細菌對辣椒炭疽病產生拮抗性的防治自然界中細菌數量種類繁多，已報道的對辣椒炭疽病有效的拮抗細菌主要有枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌等。芽孢桿菌是土壤和植物微生態的優勢微生物種群，具有很強的抗逆能力和抗菌防病作用，一些性狀優良的天然分離菌株已成功應用于植物病害生物防治，在生物防治中應用前景十分廣闊。何紅［2］從辣椒植株體內分離得到2株內生枯草芽孢桿菌（Bacillussubtilis）BS－2和BS－1，對膠孢炭疽菌（Colletotrichumgloeosporioides）引起的辣椒苗和果炭疽病具有良好的防治效果，菌株培養液對苗期炭疽病的防效分別為81．5％～93．3％和66．1％～79．2％，對果炭疽病的防效分別為80．0％～100．0％和60．0％～100．0％。兩株菌體及其胞外分泌物對辣椒炭疽病菌（Colletotrichumcapsici）的菌絲生長、分生孢子產生和萌發及附著胞形成均有明顯的抑制作用。BS－2分泌的抗菌蛋白對熱穩定并抗紫外線照射，可能是一種環脂類抗菌肽，該抗菌多肽主要的防病機制可能是抑制病菌生長，引起菌絲（或芽管）細胞消融，導致菌絲畸形以及抑制病菌分生孢子的產生和萌發等。BS－2和BS－1兩菌株可以在辣椒體內定殖，對辣椒有明顯的促生效果。蔡學清等［3］的試驗表明，經內生菌BS－1、BS－2與病菌同時處理的辣椒果體內過氧化物氧化酶（POD）、苯丙氨酸氨解酶（PAL）、過氧化氫酶（CAT）活性、超氧離子自由基（O2-）產生速率及丙二醛（MDA）含量均較只經病菌處理的低；而可溶性蛋白質含量分別比清水對照處理的高168．0％和137．5％，比病菌對照處理的高97．2％和92．3％。表明BS－1、BS－2菌株能促使寄主盡快地接收病菌侵染的信號并迅速傳遞，及時啟動防衛反應，使寄主對病菌侵染的反應較遲鈍，以保持正常的生理狀態。張曉陽［4］采用載玻片培養法篩選到4株能抑制辣椒炭疽菌附著胞形成的枯草芽孢桿菌，可使炭疽孢子呈不規則膨大，附著胞膨大及畸形。秦剛等［5］在研究枯草芽孢桿菌N－193對辣椒炭疽菌菌絲作用時，發現拮抗菌能抑制病原菌菌絲生長，菌絲在生長前沿集結成一條線，早期表現為菌絲頂端或中部腫脹，形成大量囊狀體，菌絲直徑變得較大，而后期表現為囊狀菌絲細胞壁破裂，表明菌株N－193與病原菌競爭營養空間，同時還分泌抗菌物質直接破壞病原菌細胞，導致病菌喪失對植物的侵染能力和在植物上定殖的能力。李華［6］用地衣芽孢桿菌（Bacilluslicheniformis）BY－3的活菌液、無菌濾液和高溫滅菌液做抑菌試驗，對辣椒炭疽病的防效為45．1％～68．1％，活菌液對病原菌的防治效果最好，而培養液在高溫滅菌后其抑菌能力顯著降低，表明其中抗菌物質耐熱性不強，該抗菌物質能直接破壞炭疽病菌菌絲與孢子，從而影響其正常生長。國內外學者試圖通過研究附著胞形成過程中的信號轉導，探索新的控制病害方法，從細菌的次生代謝產物中發現炭疽菌具有典型的潛伏侵染的特性。Kim等［7］研究發現在大腸桿菌內表達的辣椒酯酶能抑制膠孢炭疽菌和Magnaporthegrisea附著胞的形成，從而控制病害的發生。其作用機理是該酶通過調制依賴環腺苷酸信號途徑（cAMP－depen-dentsignalingpathway）來控制附著胞形成。

1．2利用放線菌對辣椒炭疽病產生拮抗性的防治放線菌是土壤中一類重要的微生物，也是人們研究最早并廣泛應用于農業生產中的一類拮抗微生物。解娜等［8］從100多株放線菌中篩選到10株對辣椒炭疽病菌拮抗作用較強的放線菌，其中以18號菌株的抑菌效果最好，發酵液稀釋10倍抑菌率達到68．2％，經鑒定該菌株為華麗黃鏈霉菌（Strepto-mycesflaveus）。張興等［9］從食用菌發酵料中分離得到4株抑制辣椒炭疽病菌的放線菌，該放線菌所產生的次生代謝物質可以使病原菌的菌絲生長受阻而不能向空中伸展，同時還能抑制孢子的萌發或殺死孢子。李孜等［10］分離篩選到2株鏈霉菌A和B，2株菌株的發酵濾液稀釋10倍后對炭疽病菌菌絲生長的抑制率分別達到48．9％和71．8％。田間試驗中兩株拮抗菌培養液稀釋50倍后，病果減少率分別為63．16％和59．65％，防治效果分別為63．60％和64．26％，表明篩選到的拮抗菌具有較好的防治辣椒炭疽病的應用前景［11］。朱宏建等［12］研究報道放線菌ND045對辣椒炭疽病菌菌絲生長抑制率達71．60％，對發酵條件優化后的菌絲生長抑制率最高達到82．61％。

1．3利用真菌對辣椒炭疽病產生拮抗性的防治自然界中存在許多對植物病原菌具有拮抗作用的真菌，如木霉菌（Trichodermaspp．）、毛殼菌（Chaetomiumspp．）、曲霉菌（Aspergillus）等，其中部分拮抗真菌已被制成商品菌劑出售。木霉具有較高的幾丁質酶活性，生長繁殖能力強，適應性強，廣泛存在于土壤中。郭敏等［13］研究擬康氏木霉對多種病原菌的抑制作用，發現對辣椒炭疽菌的抑制率達到91％，主要通過營養和空間競爭來抑制病原菌生長。譚悠久等［14］對實驗室分離保存的毛殼菌菌種代謝產物進行抗真菌活性篩選試驗，發現毛殼菌CH21發酵液對辣椒炭疽菌有較強的抑制作用。張京良等［15］用有機溶劑乙酸乙酯和正丁醇萃取花臉香蘑（Lepistasordida）LS7的發酵液，得到的乙酸乙酯相與正丁醇相產物對辣椒炭疽病均具有良好的抗菌活性，抑菌圈直徑大于15mm。王歡等［16］測試了40株昆蟲病原線蟲共生菌菌株的發酵液對辣椒炭疽病菌的抑菌活性，結果表明，40株共生菌菌株的發酵液對辣椒炭疽病菌均有一定的抑制作用，其中高毒力菌株A24－1具有較強的抑菌活性，抑菌圈平均直徑可達到40．00mm，是一株極具發展潛力的生防菌株。Chanchaichaovivat等［17，18］從水果蔬菜中分離得到4株拮抗辣椒炭疽病菌的酵母菌R13、R6、ER1、L2，生物防效分別為93．3％、83．1％、76．6％、66．4％。經鑒定4株酵母菌R13、R6、ER1、L2分別為季也蒙畢赤酵母、假絲酵母、東方伊薩酵母、白色念珠菌。季也蒙畢赤酵母R13菌株能有效地將辣椒炭疽病（果實）的發病率降低至6．5％，并且能降低辣椒在低溫貯藏期的發病率，防效勝于傳統的氯化水。R13菌株主要通過與病原菌產生營養競爭、吸附病原菌及分泌產生水解酶來拮抗病原菌。

2誘導辣椒抗病性的防治

植物誘導抗性是指經物理的、化學的以及生物的方法誘導后，植物體內產生的對有害病原菌的抗性現象［19］。植物利用誘導因子激發植物自身的抗病性，使植物潛在的抗病基因表達為抗病表型，以達到控制植物病害的目的，既不污染環境，又有利于農業的可持續發展，因此愈來愈受到人們的重視。目前有關對炭疽病的致病機制研究相對較少，有研究發現寄主對病原物的抗性包括誘導抗性，誘導抗性物質主要有木質素、羥脯氨酸、酚類物質和各種酶類等。張欣等［20］對3個辣椒品種的研究表明，在感染炭疽病后，其苯丙氨酸解氨酶（PAL）、過氧化物酶（POD）和多酚氧化酶（PPO）呈上升趨勢，且同工酶帶增多。張興鋒等［21］從紅樹林植物中分離得到一株植物內生解淀粉芽孢桿菌CⅢ－1，該菌產生的胞外抗菌蛋白對辣椒炭疽病菌具有較強的拮抗性。將CⅢ－1抗菌蛋白粗提液噴霧后立即接種辣椒炭疽菌，9d的防治效果為81．82％，13d的防治效果仍有52．00％；抗菌蛋白處理辣椒果實后，可溶性蛋白、MDA含量和超氧化物歧化酶（SOD）變化不明顯，而過氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）3種防御酶在辣椒體內都有明顯提高，但各酶活提高程度、酶活高峰出現的時間不同，說明不同的酶在辣椒體內發揮作用的時間不同［22］。表明CⅢ－1抗菌蛋白可通過誘導植株防御酶系活性的提高增強植株的抗病性。Hong等［23］研究證實，β－氨基丁酸（BABA）能誘導辣椒對炭疽病菌獲得抗性，誘抗效果達到75％上，顯著高于已商品化注冊的BTH誘抗劑。用1000μg／mL的BABA對八葉期的辣椒進行灌根處理，BABA誘導一段時間后能產生足夠的抗性物質，經BABA誘導處理后，植株體內過氧化物酶（POD）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）的含量明顯升高，說明它們可能參與了抗性機制的運行過程。Edirisinghe等［24］的研究發現，殼聚糖能顯著提高辣椒的抗炭疽病能力，適宜范圍為1．5％～2．0％，經2．0％殼聚糖處理的辣椒，7d后炭疽病菌菌絲的生長速率降低了70％；1．5％和2．0％殼聚糖對病原菌孢子萌發的抑制率分別為80％和84％。經1．5％殼聚糖處理的辣椒，貯藏28d后辣椒果實炭疽病下降約76％。在甜椒貯藏期間接種1．5％和2．0％的殼聚糖能增加多酚氧化酶（PPO）、過氧化物酶（POD）和總酚的含量，表明殼聚糖通過誘導防御相關酶來抵抗辣椒炭疽病。

3以植物源提取的殺菌劑

利用植物提取物作為殺菌劑比殺蟲劑的研究相對較少，但是，植物仍被認為是化學合成殺菌劑替代品最好的可開發資源。植物源殺菌劑是利用有些植物里含有的某些抗菌物質，殺死或有效抑制某些病原菌的生長發育。植物體內產生的次生代謝產物如生物堿類、抗毒素、類黃酮類、有機酸類、蛋白質類和酚類化合物等均有殺菌或抗菌活性。從槐定堿中提取的生物堿對辣椒炭疽病菌具有較強的抑制作用［25］。據張新強等［26］的報道，黃芩提取物對辣椒炭疽菌具有較強的抑菌作用，EC50達到8．56mL／L。柚皮內含有豐富的黃酮類物質，對多種真菌病害具有較高的抑菌活性。肖琳等［27］研究發現柚皮的95．0％乙醇提取物對辣椒炭疽菌的抑菌率可達到72．9％；而柚皮的乙酸乙酯萃取物對辣椒炭疽菌的EC50達到0．45mg／mL。劉晶瑜等［28］對丁香、肉桂、白果、大黃等10種藥用植物進行抑菌活性試驗，結果表明丁香、肉桂的提取物在試驗最低濃度為0．02g／mL時，對辣椒炭疽菌的菌絲生長抑制率仍高達100％，而大黃、木香、黃芩的提取物對辣椒炭疽病菌絲的抑制率也高達89％以上。95％小蘗堿能夠有效抑制辣椒黑點炭疽菌和紅色炭疽菌的菌絲生長，對2種辣椒炭疽菌的EC50分別為44．5058和39．2475mg／mL，田間試驗表現出良好的防治效果［29］。金玉蘭等［30］的研究結果表明，在供試濃度為5．0mg／mL時，合歡葉乙醇提取物對辣椒炭疽菌（Colletotrichumcapsici）的抑菌活性較大，抑菌率為48．81％，EC50達到9．770mg／mL。

4問題與展望

目前看來，有關拮抗微生物的篩選應用仍是辣椒炭疽病生物防治的重點研究對象，在拮抗菌株的分離、防效、拮抗機制方面的研究已取得明顯進展，但仍然存在一些問題：①篩選拮抗微生物在一定程度上能起到防治辣椒炭疽病的作用，但在田間應用中存在作用不穩定、受生態環境因素影響多等問題。蔣志強等［31］研究認為，引入生防微生物對土壤沒有長期影響，但不同微生物的生理特性不同，因此在生防產品注冊之前仍然需要對其做相應的風險評估。②明確拮抗微生物的活性物質與環境因素間的關系以保證田間防效的穩定是需要進一步解決的問題。③拮抗微生物的獲得有利于加快辣椒抗病品種的選育，通過基因工程技術，將拮抗微生物中的抗病基因導入辣椒中，獲得具有較高抗病性狀的辣椒，將是未來生物防治研究的熱點。近年來由于傳統化學農藥長期使用帶來的種種弊端，越來越多的研究者將研究目光轉向植物源殺菌劑。但在防治辣椒炭疽病方面，對植物源殺菌劑的研究不多，而且多數研究還只是停留在植物粗提物的抑菌活性方面，由于植物粗提物成分復雜，還需要對提取物成分進行分離、鑒定，對其中的有效活性成分、結構及構效關系進行深入研究。隨著對炭疽病、生防資源及生態學方面研究的深入和現代科技的進一步發展，相信辣椒炭疽病的生物防治會取得更多進展。

作者：蔣桂芳宋力單位：重慶文理學院林學與生命科學學院材料與化工學院