作者:馮玲
引言
解淀粉芽孢桿菌屬革蘭氏陽性芽孢桿菌,需氧,革蘭氏陽性菌,呈短桿狀,具有防治植物病害、促進植物生長、改善根際土壤微生物種群結構等作用,對于病害防治、植物促生和果蔬采后保鮮等具有重要意義。該菌可以通過產生3-吲哚乙酸以及其他代謝產物促進農作物生長,其合成的脂肽類化合物、聚酮類化合物、細菌素能夠對土壤中的致病菌產生拮抗作用,抑制病原菌的生長或繁殖,從而達到防治病害的作用。解淀粉芽孢桿菌能夠調控植物自身基因表達從而增強對非生物脅迫的抗性,對調整土壤真菌群落結構進行調整,降低鐮刀菌屬等致病菌的豐度,提升子囊菌門、接合菌門和擔子菌門等腐生菌的豐度,極大改善了土壤的微生態環境。
圖1解淀粉芽孢桿菌菌落圖菌株圖[1]
作用機制
解淀粉芽孢桿菌主要通過四種機制發揮作用:1、產生抗菌物質,分泌大分子抑菌蛋白,小分子抑菌肽類以及酶等抗菌物質。2、溶菌作用,分泌的脂肽類和聚酮類等次級代謝產物,對病原真菌的生長和繁殖有抑制作用,導致菌絲頂端膨大或菌絲溶解。3、誘導抗性,解淀粉芽孢桿菌會引起苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、過氧化酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)等一系列酶類活性變化,通過組織木質化、產生植保素、增強細胞機械強度,共同作用,抵抗病毒、細菌和真菌,從而提高宿主的抗病性。4、在空間和營養物質上的競爭,在果實的表面或者植株的體內器官迅速增殖,占據部分位點,通過與其菌絲相互纏繞,分泌特定的抗生素,或影響菌核形成,從而抑制霉菌菌絲生長[2]。
在環境保護上的應用
解淀粉芽孢桿菌可有效降解環境中的一些有毒物質,有些解淀粉芽孢桿菌菌株可把多種有機污染物作為主要碳源,不僅能抵抗海洋污損細菌,而且還對海帶孢子的萌發和藤壺幼蟲有明顯的抑制作用。
而解淀粉芽孢桿菌抑制藍藻的機理有很多方面,但是主要是產生多種抑菌物質,比如可以分泌抗生素、抗菌蛋白或多肽等活性物質來抑制藻類生長。
解淀粉芽孢桿菌不僅抑藻效果明顯,對水體的負面影響小,而且對人畜也無危害。因此解淀粉芽孢桿菌在修復環境污染方面有著很大應用潛力。
在農業上的作用
目前解淀粉芽孢桿菌在農業上的應用主要有以下幾點:1、作為生物肥料促進植株生長,提高植物品質;2、作為水果蔬菜的保鮮劑(見表1);3、防治多種植物病害,降低植株感病率(見表2)[3]。
表1 解淀粉芽孢桿菌在果蔬生長及采后保鮮方面的應用
表2 解淀粉芽孢桿菌在植物病害防治方面的應用
登記情況
截至目前,在我國登記有效期內的解淀粉芽孢桿菌產品較少,只有12個(見圖2),其中3個是母藥,其他的則為制劑產品。
圖2:解淀粉芽孢桿菌登記情況(截止2023年2月28號)
市場前景
農業生產方面,解淀粉芽孢桿菌的植物促生與生物防治也取得一定的成果,在作物保護、促進植物生長和改良土壤等方面發揮著重要作用。
然而目前在植物生防菌的選擇中,仍然主張多種生防菌混合使用。因為混合菌株不僅可以通過不同抑菌機制抑制不同病原菌,增加其抑菌廣譜性,另一方面也可以減少菌株的選擇變異性,提防治效果。
由于在自然條件下各種客觀因素較多,植物促生與植物病害防治往往是生防菌、病原以及生長環境等多方面互作的結果。在農業生產上通過將解淀粉芽孢桿菌施在田間,有望將生物除污、植物促生和生物防治有效結合并提升至新高度。
解淀粉芽孢桿菌對植物病原真菌與細菌有顯著的防治效果,作為生物農藥可適當替代化學農藥,在種植業、水產養殖業上具有良好應用前景。
[1]張麗萍, 張飛燕, 王雅娜,等. 解淀粉芽孢桿菌ZLP-01及其應用.
[2]賀海濱, 蘇峻冬, 滕凱,等. 解淀粉芽孢桿菌研究進展[J]. 現代農業科技, 2021.
[3]胡忠亮,鄭催云,田興一,等.解淀粉芽孢桿菌在環境保護和農業生產中的應用[J].農藥,2016.