徐滔明，羅志威，易子霆，徐妹華，豐 來

(湖南泰谷生物科技股份有限公司/農(nóng)業(yè)部植物營養(yǎng)與生物肥料重點實驗室，湖南 長沙 410205)

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拮抗微生物在防治煙草病害中的研究與應(yīng)用

徐滔明，羅志威，易子霆，徐妹華，豐 來*

(湖南泰谷生物科技股份有限公司/農(nóng)業(yè)部植物營養(yǎng)與生物肥料重點實驗室，湖南 長沙 410205)

摘要：闡述了微生物對致病菌的防治作用機理，介紹了微生物拮抗作用在防治煙草病害中的應(yīng)用情況，并對這種防治方法在今后的研究進行了展望。

關(guān)鍵詞：拮抗作用；煙草病害；作用機理；應(yīng)用

煙草是我國主要的經(jīng)濟作物，是我國財政收入的重要來源之一。煙草在我國的種植面積逐年擴大，然而煙草病害卻日益影響著煙草的生產(chǎn)，不僅對煙草的產(chǎn)量造成嚴(yán)重?fù)p失，而且直接導(dǎo)致煙草品質(zhì)的下降。目前防治煙草病害的主要手段是化學(xué)方法，雖然效果明顯，但也帶來了一系列的副作用，使得煙草產(chǎn)品的農(nóng)藥殘留超標(biāo)、破壞生態(tài)系統(tǒng)、造成環(huán)境污染，這些副作用嚴(yán)重影響了煙草種植的可持續(xù)發(fā)展。因此，一種安全、有效防治煙草病害的方法，可為農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供保障。

微生物的拮抗作用是指一種微生物在其生命過程中，通過產(chǎn)生某些代謝產(chǎn)物而改變其他微生物的生存環(huán)境，從而使其他微生物的生長受到抑制，甚至使其他微生物致死的現(xiàn)象。微生物的這種拮抗作用普遍存在于自然界中，目前，微生物拮抗作用已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。該方法對農(nóng)作物和人畜無傷害，可避免使用化學(xué)防治帶來的不良后果，有很廣闊的應(yīng)用前景。本文就微生物的拮抗作用在防治煙草病害中的研究與應(yīng)用進行綜述。

1拮抗微生物防病作用機理

利用微生物的拮抗作用防治植物病害有很多研究[1]，微生物的拮抗作用防治植物病害的相關(guān)因素有很多，作用方式也不盡相同。目前研究較多的主要有競爭作用、抑制作用、寄生作用和誘導(dǎo)植物抗病性等幾個方面。

拮抗微生物與致病菌之間的競爭作用主要包括空間競爭和營養(yǎng)競爭。許多微生物對植物致病菌有防治作用，主要是由于植物病原物在爭奪生存環(huán)境資源上面的優(yōu)勢，這些資源包括碳元素、氮元素、磷元素、鐵元素等。抑制作用是利用拮抗微生物的代謝產(chǎn)物來抑制致病菌或致病物，從而達到防治植物病害的效果。寄生作用是利用真菌防治植物病害的一種重要機制。拮抗真菌通過對致病菌或致病物特定識別，寄生到植物致病菌或致病物上，吸取營養(yǎng)物質(zhì)，抑制致病菌或致病物的生長，達到防治植物病害的目的[2]。常見的屬有疫霉屬(Phytophthhora)、炭疽菌屬(Colletotrichum)、鐮刀菌屬(Fusarium)和絲核菌屬(Rhizoctonia)等。許多拮抗微生物不僅在防治植物病害方面發(fā)揮作用，而且其產(chǎn)生的一些代謝產(chǎn)物還可以激活植物內(nèi)部相關(guān)酶的表達，誘導(dǎo)植物產(chǎn)生系統(tǒng)抗性，增強植物對病害的防御能力。

2微生物拮抗作用在防治煙草病害中的應(yīng)用

2.1防治煙草細菌性病害

利用微生物的拮抗作用防治煙草細菌性病害，研究較多的病害有煙草青枯病、煙草野火病、煙草角斑病等。

2.1.1防治煙草青枯病黎定軍等[3]通過分離暴發(fā)青枯病的煙田根際土壤，篩選出對煙草青枯病菌有拮抗作用的菌株；孔凡明等[4]篩選得到的AQB-33、AQB-46和AQB-62這3株菌株，對預(yù)防青枯病的發(fā)生具有良好的效果；李清飛等[5]通過平板拮抗篩選土壤微生物，獲得5株對煙草青枯病菌有明顯拮抗作用的細菌；王靜等[6]在煙株根圍土樣中篩選出對煙草青枯病菌有拮抗作用的AR01、AR02和AR03菌株，通過測定表明：這3株菌株對煙草青枯病有較好的防治效果，其中AR03的防效達到了50%以上，且這3株菌株都有促進煙株生長的效果；王超等[7]從文山煙田土樣中分離純化出大量細菌，并選擇其中25株拮抗菌對煙草青枯病進行了防效試驗，結(jié)果表明這25株細菌對煙草青枯病都具有防治效果，其中的K-1-8、R-3-16和R-3-18的溫室防效分別達到了86.66%、84.94%和87.57%。

2.1.2防治煙草野火病王玲玲等[8]從煙草根際土壤中篩選出6株對煙草野火病有拮抗作用的菌株，其中1株枯草芽孢桿菌S1對煙草野火病的保護和治療效果最好，防效達到85.98%和75.95%；孫宏偉等[9]從健康煙草葉片中篩選到14個可抑制煙草野火病的拮抗菌，經(jīng)檢測得到1株有較強拮抗作用的芽孢桿菌，防效試驗顯示該芽孢桿菌發(fā)酵液對野火病菌預(yù)防效果達97.54%，治療效果達51.40%。

2.1.3防治煙草角斑病喬嬋等[10]通過試驗證明，熒光假單胞菌PF7-5代謝產(chǎn)物對煙草角斑病的室內(nèi)抑制效果可達71%，其50倍稀釋發(fā)酵液對煙草角斑病的田間防治效果達到87.34%；文景芝等[11]從健康煙株及其根際土壤中篩選出22個對煙草角斑病有拮抗作用的菌株，獲得1株抑菌效果很強的銅綠假單胞菌PA-2，田間試驗表明，PA-2發(fā)酵液對煙草角斑病的防效高達69.77%。

2.2防治煙草真菌性病害

真菌性病害是影響煙草生產(chǎn)的一個重要因素，暴發(fā)真菌性病害的煙田，甚至?xí)霈F(xiàn)絕收的情況，目前研究較多的煙草真菌性病害主要有煙草赤星病、煙草黑脛病、煙草炭疽病等。

2.2.1防治煙草赤星病馬致遠[12]在煙草根際土壤和煙葉中篩選分離出48株芽孢桿菌，通過平板對峙法獲得10株對煙草赤星病菌有拮抗效果的芽孢桿菌，其中的M-07菌株對煙草赤星病菌菌絲生長和孢子萌發(fā)抑制作用明顯，且M-07菌株的提取物對防治煙草赤星病有良好效果；羅坤等[13]從湖南、云南煙區(qū)煙草葉片中獲得16株對煙草赤星病菌有良好拮抗作用的菌株，其中18、19、29、49、71號菌株的防效分別達到77.4%、77.4%、92.5%、92.5%和90.3%；陳雪等[14]從畢節(jié)煙區(qū)煙草根際土壤中篩選出18株對鏈格孢菌菌絲有抑制作用的細菌，通過復(fù)篩，發(fā)現(xiàn)1株芽孢桿菌L3菌株抑菌效果顯著，可明顯抑制鏈格孢菌的生長；周棱波等[15]從瀏陽煙區(qū)采集的健康煙葉中分離篩選出86株菌株，其中1株短芽孢桿菌B17菌株對煙草赤星病菌的抑制率高達72.1%，其發(fā)酵液可明顯減輕煙草赤星病害的發(fā)生，盆栽試驗防效為71.2%。

2.2.2防治煙草黑脛病周向平等[16]在煙草黑脛病發(fā)生嚴(yán)重的田塊，分離到8株對煙草黑脛病菌有較強拮抗作用的內(nèi)生菌，通過室內(nèi)測定，其中55y、NN-3、YN-4和YN-10等菌株，對煙草黑脛病菌的抑制效果均達到了66%以上；奚家勤等[17]從煙草根際土壤中分離到2株對煙草黑脛病有拮抗作用的菌株ZY-9-1和ZY-19-2，以這2株菌株發(fā)酵液對煙草黑脛病的拮抗試驗表明，ZY-9-1和ZY-19-2菌株對煙草黑脛病有明顯的抑制作用；王棟等[18]從煙草根際土壤中分離出13株對煙草黑脛病菌有拮抗作用的微生物，經(jīng)盆栽試驗驗證，LZ-7和A3這2株菌株，對煙草黑脛病菌的防治效果分別達到了59.12%和55.84%；馮志珍等[19]從健康煙草根際土壤中篩選得到1株對煙草黑脛病菌有良好抗性的細菌FB-16，通過測定，F(xiàn)B-16細菌發(fā)酵液對煙草黑脛病菌菌絲生長抑制率為95.96%；曹明慧等[20]采用平板對峙法，從煙草黑脛病發(fā)生嚴(yán)重的田塊中分離篩選出1株對煙草黑脛病病原菌有較強拮抗作用的多粘類芽孢桿菌C-5菌株，苗期盆栽試驗結(jié)果表明：利用C-5菌株發(fā)酵制備的微生物有機肥對煙草苗期黑脛病防治率高達80%；喻會平等[21]從四川省瀘州市、貴州省畢節(jié)市煙田地采集的土壤樣中分離篩選出19株拮抗煙草黑脛病菌的菌株，相容性測定篩選出B3和B64，B41和B57以及L7和L47親和性較好的拮抗細菌。并以B41B57和L7L47作為復(fù)配菌株進行抑菌試驗，結(jié)果表明：B41B57和L7L47復(fù)配菌株盆栽試驗防效分別達到75.72%和77.95%，田間試驗防效分別達到67.99%和71.40%。

陳永珍等[22]從廣西百色煙草中分離出56株對煙草疫霉有拮抗作用的內(nèi)生細菌，其中菌株Y10、Y49、J37和J77對煙草疫霉的抑制率均達75%以上，菌株Y10的抑制效果最強，抑制率達到91.48%，室內(nèi)防效也達到了68.72%；舒曉玲等[23]從煙田土壤中篩選出1株對煙草疫霉有很強抑制作用的枯草芽孢桿菌B40-3，試驗同時證明了B40-3菌株對其他一些植物病原真菌有很好的抑制作用。

2.2.3防治煙草炭疽病李國俊等[24]在室內(nèi)條件下將從煙草根際分離的熒光假單胞菌7-5菌株對煙草炭疽病菌進行拮抗測定，結(jié)果顯示，7-5菌株對煙草炭疽病菌抑制效果顯著；王秀清等[25]通過室內(nèi)實驗表明，含DAPG(2，4-二乙?；冱S酚)和PCA(吩嗪-1-羧酸)的熒光假單胞桿菌對煙草炭疽病菌的抑制作用明顯；王靜等[26]以短小芽孢桿菌AR03菌株煙草炭疽病菌進行抑菌和防治效果實驗，試驗結(jié)果證明AR03菌株對煙草炭疽病菌有很強的抑制作用，其菌懸液對炭疽病的防治效果高達83.03%。

2.3防治煙草病毒病害

病毒病是影響煙草生產(chǎn)的重要因素，每年因病毒病的發(fā)生帶給煙草的損失非常大，如何防治煙草病毒病是個世界性的難題。

申莉莉等[27]從發(fā)生煙草花葉病毒(Tobacco Mosaic Virus,TMV)的煙田中分離到可拮抗TMV的菌株By33和By88，經(jīng)測定表明，By33和By88的發(fā)酵液對TMV的抑制率分別達到了81.81%和83.29%，且對TMV有一定的預(yù)防作用；王芳[28]以黃瓜花葉病毒(Cucumber Mosaic Virus,CMV)為研究對象，從發(fā)病煙草根際土壤中篩選出1株對CMV有很強抗性的細菌B6，抑病率達到98.87%；伊紅園[29]以1株從新疆喀納斯湖濕地中篩選出來的放線菌鏈霉ZX01為材料，研究其對TMV的抑制作用，通過實驗證明，ZX01菌株可明顯抑制TMV的活性；李娜等[30]通過系統(tǒng)抗性實驗和過敏性實驗，篩選出多株對TMV有良好誘導(dǎo)抗性的真菌，為利用微生物開發(fā)煙草病毒病誘導(dǎo)抗性劑的研發(fā)提供理論依據(jù)。

2.4防治煙草其他病害

煙草根結(jié)線蟲病是由根結(jié)線蟲入侵煙草根部引起的重要病害，嚴(yán)重影響了煙草的生產(chǎn)，有關(guān)利用微生物的拮抗作用防治根結(jié)線蟲的研究越來越多[31-34]。

祝明亮等[35]從云南省煙田及發(fā)病煙草根部中分離出數(shù)百株拮抗真菌，通過對分離出的真菌進行分析，結(jié)合樣品采集煙田中發(fā)病程度減輕的情況，推斷出優(yōu)勢拮抗菌可引起根結(jié)線蟲衰退，有控制根結(jié)線蟲的作用；朱震等[36]在根結(jié)線蟲發(fā)病土壤中施用以解淀粉芽孢桿菌XZ-173、吉氏芽孢桿菌SL-25和多粘類芽孢桿菌KS-62拮抗菌等比例混合發(fā)酵的生物有機肥，根際土壤中根結(jié)線蟲數(shù)減少84.0%，且促進了植株的生長。

3展望

目前利用拮抗微生物防治植物病害的研究還處于前期的基礎(chǔ)研究階段，大規(guī)模應(yīng)用到室外的研究不多。盡管分離篩選出許多經(jīng)證實可以拮抗煙草病害的微生物，但許多的微生物防治對象比較單一，易受環(huán)境的影響，防治病害的效果不穩(wěn)定，這些因素都對拮抗微生物的應(yīng)用帶來很大的阻礙。

如何實現(xiàn)拮抗微生物在防治植物病害中的廣泛應(yīng)用，這將是今后研究的重要任務(wù)。在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，采用現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)，進一步明確拮抗微生物的作用機制，為研究微生物間拮抗作用的方法提供理論依據(jù)；利用基因工程手段對拮抗微生物進行改造，提高拮抗微生物防治植物病害能力；與其他方法相結(jié)合使用，如將拮抗微生物添加到有機肥料中，進一步提高植物的抗病能力；加強基礎(chǔ)研究，更有效地分離、篩選高效的拮抗微生物資源，實現(xiàn)拮抗微生物的大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用。

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(責(zé)任編輯：許晶晶)

Research and Application of Antagonistic Microorganisms

in Control of Tobacco Diseases

XU Tao-ming, LUO Zhi-wei, YI Zi-ting, XU Mei-hua, FENG Lai*

(Hunan Taigu Biotechnology Limited Company / Key Laboratory of Plant Nutrition and Biological Fertilizer, Ministry of Agriculture, Changsha 410205, China)

Abstract：This paper expounded the microbial prevention mechanism of pathogenic bacteria, introduced the application of microbial antagonism effect in the prevention and control of tobacco diseases, and dicussed the research method of the prevention and control of tobacco diseases in future.

Key words：Antagonism effect; Tobacco diseases; Action mechanism; Application

中圖分類號：Q939.95

文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：1001-8581(2016)01-0041-04

作者簡介：徐滔明(1986─)，男，湖南新寧人，碩士研究生，主要從事微生物工程與菌株遺傳改良研究。*通訊作者：豐來。

收稿日期：2015-07-06