全 文 ： 第 4卷 第 3期 现 代 农 药 Vol.4 No.3
2005年 6月 Modern Agrochemicals Jun. 2005

生物农药与生物技术
利用麦瓶草病原菌株WP-1开发微生物除草剂初探
李海涛 1，王金信 1*，杨合同 2
（1. 山东农业大学植保学院农药学系，山东泰安 271018；2. 山东省科学院生物所，济南 250010）
摘要：从自然感病的麦瓶草近基部分离得到一寄生疫霉菌株 (WP-1)，土壤接种盆栽试验结果
表明，在供试的作物和杂草范围内，该菌的寄主范围相对专一，感病植物主要集中在十字花科、
苋科和石竹科；无菌培养滤液强烈抑制麦瓶草幼苗胚根生长，抑制率为 86.1%；该生防菌及其代
谢产物具有开发微生物除草剂的潜力。对该菌的生物学特性研究表明：菌丝菌落生长的最佳条件
为番茄培养基 (液)，20~28℃，光照，震荡增大通气量有利于菌丝体生长。偏碱性有利于生防菌
菌落的生长，但液体培养环境下对培养基的初始酸碱度要求不严格；培养滤液对植物毒性最强的
培养条件为 Plich’S培养液和马铃薯葡萄糖培养基液 PDB，25~30℃，中性偏酸，黑暗，静止培养
15 d。
关键词：微生物除草剂；麦瓶草；寄主范围；生物学特性
中图分类号：S 482.4+9 文献标识码：A 文章编号：1671-5284(2005)03-0023-04
微生物除草剂即由微生物及其微生物的代谢
产物加工而成的具有除草活性的物质。自 1981 年
第一个具有真正意义的微生物除草剂品种 Devine
制剂 (即利用棕榈疫霉防除柑桔园的莫仑藤，其防
效达 96%) 在美国由 Applied公司登记注册以来[1]，
利用微生物，尤其是植物病原物及其产生的天然生
物活性物来开发新的除草剂的研究日益引起人们
的兴趣[2]。笔者在泰安地区冬小麦田间发现有些麦
瓶草自然感病死亡，感病植物呈近基部猝倒状，严
重发病株植物小叶尚未舒展即已经猝倒、萎蔫死
亡。自猝倒病株发病部位分离得到一株寄生疫霉菌
菌株，回接健康麦瓶草幼苗，呈现同样病症。本试
验研究了该杂草病原菌株的寄主范围、生物学特性
及无菌培养滤液植物毒性的影响因素，客观评价了
利用该菌株开发微生物除草剂的潜力，为利用该菌
株开发微生物除草剂提供重要的试验数据和理论
依据。
1 材料和方法
1.1 供试菌株与植物
麦瓶草病原菌株 (WP-1) 于 2003 年 11 月从
自然发病的麦瓶草猝倒病株近基部分离、纯化得
到[3]，初步鉴定为寄生疫霉菌[4]，于 PDA 平板上
培养备用。
所选择的 37种植物 (表 1) 中，作物种子由山
东农业大学农学院作物研究室提供；杂草种子由本
实验室采集备用。供试植物选择原则：研究疫霉菌
的一些经典资料；麦瓶草的分类地位；麦瓶草的生
境；农田主要杂草。
1.2 生防菌的致病性和寄主范围
采用土壤接种法[4]，将菌株接种在 PD 液体培
养基中，置 25℃、光照、震荡培养 5 d，过滤得到
菌丝体，清洗，粉碎，用灭菌蒸馏水稀释，得菌丝
体片断悬液，用血球计数板计数测得菌丝体片断浓
度为 0.8×106片断/mL；将菌丝体片断悬液均匀加
入已灭菌的土壤播种层，然后播种已萌动的供试植
物种子 (催芽前 0.2%升汞消毒处理)，适温下保湿
培育，14 d后检查发病情况，计算死亡率。
死亡率 (%) = (对照存活株数-处理存活株数) / 对照存
活株数×100
1.3 影响生防菌菌落生长的因素
在接菌培养 3 d的胡萝卜煎汁培养基平板上，
用打孔器在菌落生长的边缘打取直径为 7 mm的菌
丝块，置于以下供试的培养基平板中培养，48 h后

收稿日期：2004-11-21；修回日期：2005-04-18
作者简介：李海涛 (1979－)，男，山东农业大学在读硕士研究生。*通讯作者：王金信。E-mail：wangjx@sdau.edu.cn

24 现 代 农 药 第 4卷 第 3期

测量菌落直径。
1.3.1 培养基种类
马铃薯葡萄糖培养基 PDA，胡萝卜培养基
CA，燕麦培养基 OMA，菜豆培养基 BA，番茄培
养基 TA，辣椒叶片煎汁培养基，麦瓶草叶片煎汁
培养基，Czapek培养基，Richard培养基，Plich’S
培养基[4]。
1.3.2 培养基的初始 pH值
将灭菌的培养基 pH 调节为 5、6、7、8、9、
10、11、12。
1.3.3 培养温度
设置 10℃、20℃、25℃、28℃、30℃、35℃，
共 6个处理。
1.3.4 光照
分别置于连续光照 (20 W 日光灯距培养物 10
cm)、连续黑暗和 12 h明暗交替。
1.4 摇瓶条件下影响生防菌的菌丝生长和
无菌培养滤液植物毒性的因素
用打孔器在胡萝卜琼脂平板上打成直径为 7
mm 的菌丝块，6 块/瓶，在无菌条件下接种到盛有
100 mL培养基的 500 mL三角瓶中，分别置于不同
条件下培养。培养后，将培养液在无菌条件下用双
层滤纸抽滤，菌丝体在 60℃下烘干 24 h至恒重, 测
干重；所得滤液经 4 000 r/min离心 20 min，取上清
液，微孔滤膜过滤得无菌培养滤液，调 pH值为 6.00，
以备生物活性测定。
1.4.1 液体培养基种类
Plich’S培养液，番茄培养基培养液 TB，Richard
培养液，马铃薯葡萄糖培养基液 PDB，胡萝卜培养
液 CFB，麦瓶草叶片煎汁培养液，接种前调 pH均
为 6.00。
1.4.2 培养时间
从菌株接种培养第 3 d开始，每 3 d取 3瓶测
试，至第 21 d；培养液为 PDB。
1.4.3 培养基的初始 pH值
PDB培养液灭菌后，调节 pH为 4、5、6、7、
8、9、10、11、12。
1.4.4 培养温度
PDB 培养液接种后于 10℃、20℃、25℃、28
℃、30℃、35℃培养。
1.4.5 光照
培养物分别置于连续光照 (20 W 日光灯距培
养物 10 cm)、连续黑暗和 12 h明暗交替 3种条件下
培养。
1.4.6 通气量
分别置连续振荡、静止和 12 h振荡静止交替条
件下培养。
1.5 无菌培养滤液植物毒性的生物活性测定
采用麦瓶草种子胚根伸长抑制法。种子表面消
毒，浸种催芽。置一滤纸片于培养皿内，每皿注入
5 mL无菌培养滤液，取 10粒萌动种子放入其中，
设 3 次重复，设未接菌的培养液作对照，置于 25
℃恒温箱中培养 72 h后测量种子胚根的长度。菌株
的产毒能力以胚根生长抑制率来衡量。
胚根生长抑制率 (%) = (对照根长-处理根长) / 对照根
长×100
1.6 培养滤液的致病范围测定
采用离体叶片针刺法。取不同植物的叶片，自
来水冲洗 0.5 h，0.1%升汞处理 3 min，灭菌水漂洗
4 次，吸水纸吸干叶片表面水分，在叶背面离叶缘
一定距离处用解剖针造成轻微伤口，定量吸取无菌
培养滤液，滴于针刺伤口处，在 25℃，每天 12 h
光照条件下，保湿培养 72 h后检察结果，并记录症
状和叶片受害程度。
2 结果与分析
2.1 生防菌的致病性和寄主范围
土壤接种生防菌的盆栽试验结果见表 1。
表 1 不同植物对生防菌的敏感性 (接种处理 14 d 后死亡率)a
敏感性 植 物
NRb
小麦、玉米、高粱、黍子、棉花、花生、大豆、芸豆、
菜豆、黄瓜、辣椒、番茄、马铃薯、稗草、菠菜、胡萝卜、
苘麻、牵牛、狗尾草、鳢肠、小花塘芥、荠菜
S1 甜瓜、烟草、荠菜、小花塘芥
S2 萝卜
S3 皱果苋
S4 画眉草
S5 牛劲草
S6 甘蓝
S7 油菜、白菜
S8 蚤缀，播娘蒿
S9 马齿苋、反枝苋
S10 麦瓶草
注：a每种植物每次试验处理 60株，试验重复 2次取平均值。bNR=
无明显症状；S=敏感性程度 (1~10，共 10 个敏感等级；其中 1 代表与
对照 CK 相比较死亡率 1%~10%，10 代表与对照 CK 相比较死亡率
91%~100%)
表 1结果表明，生防菌对一些非寄主植物具有

2005年 6月 李海涛，等：利用麦瓶草病原菌株WP-1开发微生物除草剂初探 25


致病性，在供试的作物和杂草范围内，禾本科植物
共 6种，其中有牛劲草和画眉草 2种杂草对该菌中
度敏感，其他 4种禾本科大田作物对该菌并不敏感；
豆科和茄科未发现敏感植物；感病植物主要集中在
十字花科、苋科和石竹科。这说明该菌的寄主范围
相对专一，具有一定的选择性。
2.2 培养条件对生防菌菌落生长、菌丝生长
和培养滤液植物毒性的影响
2.2.1 培养基种类
从图 1可以看出不同培养基对菌落生长、菌丝
生长和培养滤液植物毒性的影响很大。番茄培养基
TA最利于菌落生长，胡萝卜培养基 CA 和 Plich’S
培养基次之。从图 2可知以上 3种培养基对菌丝生
长也最为有利，依次顺序为胡萝卜培养液 CFB、番
茄培养基培养液 TB 和 Plich’S 培养液；而 Plich’S
培养液和马铃薯葡萄糖培养基液 PDB 所得生防菌
培养滤液的植物毒性最强，144 h 培养滤液对麦瓶
草胚根生长抑制率分别为 80.2%和 78.9%。尽管胡
萝卜培养液和番茄培养液利于菌丝体的生长，但是
培养滤液对麦瓶草胚根生长抑制作用均不明显，所
以推断以上两种培养基不利于毒素产生。
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
PD
A CA
OM
A BA TA
辣椒
叶片
培养
基
麦瓶
草叶
片培
养基
Cz
ap
ek
培养
基
Ri
ch
ard
培养
基
Pli
ch
’S
培养
基
培 养 基
菌
落
直
径
(mm
)

图 1 不同培养基培养 48 h 后菌落直径
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
TB CF
B
Pli
ch
’S
PD
B
麦瓶
草叶
片培
养基
Ri
ch
ard
培养基
生
物
反
应
量
菌丝干重（g）
胚根生长抑制率
（100%）
图 2 不同培养基 144 h 后下菌丝干重和培养滤液的植物毒性
2.2.2 培养时间对菌丝体生长和培养滤液毒性的
影响
从图 3可以看出，生防菌的生长量在培养的前
15 d随培养时间的延长而不断增加，此后不再增加；
在菌丝生长的同时，培养滤液的植物毒性也相应增
强，于第 15 d达到最高，以后不再增强。故此后各
项试验中的菌株液体培养均设置为 15 d。
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
3 6 9 12 15 18 21
培养时间 (d)
生
物
量
菌丝干重(g) 胚根生长抑制率(100%)

图 3 不同培养时间对菌丝生长和培养滤液毒性的影响
2.2.3 培养基和培养液的初始酸碱度对菌落、菌丝
生长和培养滤液毒性的影响
图 4 表明，培养基和培养液的初始 pH 值对菌
落、菌丝生长和培养滤液毒性的影响很大，偏碱性
有利于生防菌菌落的生长，甚至在强碱性环境下
(pH值为 11时) 菌落生长良好；但液体培养环境下
菌株生长对酸碱范围要求并不严格，酸碱度在 4到
9之间菌丝均能良好生长；初始酸碱度为 pH 4~6时
培养滤液毒性最大，碱性环境不利于培养滤液植物
毒性提高。
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
3 5 7 9 11 13
培养基初始酸碱度 (pH)
生
物
量
菌落直径(mm) 菌丝干重(10mg) 胚根生长抑制率(

图 4 培养基初始酸碱度对各生物量的影响

26 现 代 农 药 第 4卷 第 3期


2.2.4 培养温度对菌落、菌丝体生长和培养滤液毒
性的影响
图 5 表明，生防菌株的生长适宜温度为 20~28
℃，菌落生长最适温度为 25℃，菌丝体生长最适温
度为 28℃，培养温度在 25~30℃之间时培养滤液毒
性最强。
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
10 20 25 28 30 35
温度 (℃)
生
物
量
菌落直径(mm) 菌丝干重(10mg)
胚根生长抑制率(%)

图 5 温度对不同生物量的影响
2.2.5 光照对菌落、菌丝体生长和培养滤液毒性的
影响
由表 2可知，光照条件对菌落、菌丝体生长和
培养滤液植物毒性的影响比较小。光照有利于菌落
和菌丝生长，而黑暗利于培养滤液毒性增强。
表 2 光照对菌落、菌丝体生长和培养滤液毒性的影响
每天光照时间 (h) 菌落直径 (mm) 菌丝干重 (g) 胚根生长抑制率 (%)
24 39.8 0.318 76.6
12 35.4 0.302 81.8
0 33.7 0.282 84.3
2.2.6 通气量对菌丝体生长和培养滤液植物毒性
的影响
表 3表明，连续震荡增大通气量有利于菌丝体
生长，而静止培养有利于培养滤液植物毒性增强。
表 3 通气量对菌丝体生长和培养滤液植物毒性的影响
通气情况 菌丝干重 (g) 胚根抑制率 (%)
连续震荡 (24 h/d) 0.566 63.4
震荡静止交替 (12 h/d) 0.484 75.6
静止 (0 h/d) 0.318 81.2
2.3 无菌培养滤液的致病范围
培养滤液对马齿苋、反枝苋和麦瓶草等少数种
类植物的幼嫩叶片具有强烈触杀活性，植物叶片与
药液接触的地方褪绿、白化，呈现明显的触杀斑痕，
但仅局限于药液接触部位及附近，表明培养滤液中
存在具有植物毒性的化合物，但该化合物并无良好
的疏导活性。麦瓶草、马齿苋和反枝苋等对该化合
物敏感，在对该化合物进行下一步研究中可以作为
较为理想的生物活性测定材料。
3 分析与讨论
生防菌株的寄主范围及其培养滤液的植物毒
性范围均局限于石竹科、苋科和十字花科 3个类群
的植物，表明生防菌及其代谢产物具有较高的选择
毒性。供试的以上 3个类群的杂草是小麦田主要杂
草，而该菌及其培养滤液对小麦的生长并无明显影
响，这些试验结论均有利于利用生防菌菌株开发小
麦田专用的活体微生物除草剂。该菌株对十字花科
作物具有较强的致病性，是否对十字花科杂草也具
有相应的致病性尚需进一步验证；但我们必须看到
该生防菌菌株对十字花科蔬菜的危险性，所以对于
其是否具有开发为活体微生物除草剂的潜力，应该
持谨慎态度。
对生防菌的营养体生长和培养滤液的植物毒性
研究发现，生防菌的生长与植物毒性表现出不完全
一致性；对温度和培养时间而言，生长量和无菌培
养滤液的植物毒性一致；而对酸碱度、光照和通气
量等条件而言，生长量和无菌培养滤液毒性强度不
一致，静止和黑暗有利于无菌培养滤液的植物毒性
升高，而不利于营养生长。可能是因为处于逆境胁
迫时，更有利于病原菌产生对植物毒性的代谢物质，
以利于病原菌抵抗外部不良环境。尤为重要的是，
生防菌的无菌培养滤液对马齿苋、反枝苋和麦瓶草
等少数种类植物的幼嫩叶片表现出强烈触杀活性，
表明培养滤液中可能含有植物毒性活性物质，而且
不同的植物种类对无菌培养滤液的敏感性存在较大
差异。对生防菌培养滤液中的代谢产物进行进一步
的研究也许将具有重要意义。培养滤液中的植物毒
性生物活性组分分离纯化工作正在进行中。
参考文献
[1] 沈寅初, 张一宾. 生物农药 [M]. 北京: 化学工业出版社, 2000.
[2] 管原二三男. 利用植物病原微生物开发除草剂 [J]. 农药译丛, 1992,
14 (3): 40-43.
[3] 方中达. 植病研究方法 [M]. 北京: 中国农业出版社, 1998.
[4] 郑小波. 疫霉菌及其研究技术 [M]. 北京: 中国农业出版社, 1997.
[5] 董金皋, 朱晞. 真菌毒素生物测定方法研究概况Ⅰ[J]. 河北农业大
学学报, 1992, 15 (4): 99-102.
(下转第 30页）

30 现 代 农 药 第 4卷 第 3期
典型，对一些捕食性益螨有害，68 d使虫口降低 80%
以上。该化合物对哺乳动物毒性低 (LD50 为 5 000
mg/kg)，在环境中具有中等持效期 (DT50为 52 d)。
氟酯菊酯与其它拟除虫菊酯类杀螨剂一样，可以影
响螨类的神经系统，通过持续打开 Na+通道阻止神
经信号的传递。
1.3.2 联苯肼酯 (Bifenazate)
联苯肼酯是一个新的肼酯类化合物，1990年由
尤利来路化学工业公司发现，1999年开始商品化。
它是一个专用杀螨剂，主要防治能动期叶螨，但对
一些其它螨类，尤其对二斑叶螨具有杀卵作用。实
验室研究表明，联苯肼酯对捕食性益螨没有负面影
响；对哺乳动物毒性低 (LD50为 5 000 mg/kg)；在
环境中持效期短 (DT50<1 d)。尤利来路公司在其技
术资料中提出，联苯肼酯是一种γ-氨基丁酸 (GABA)
拮抗剂，但进一步的研究结果目前尚未见报道。
1.3.3 溴氟醚菊酯 (Halfenprox)
溴氟醚菊酯也是一个拟除虫菊酯类化合物，它
与醚菊酯一样，属于非酯型拟除虫菊酯类。溴氟醚
菊酯是由三井东亚化学公司于 20世纪 80年代中期
发现的，1993年开始商品化。它对许多植食性害螨
的幼螨、若螨和成螨均有效，并可防治一些害虫。
对有益生物的影响尚未见报道，对哺乳动物具有中
等毒性 (LD50 为 132 mg/kg)，在环境中持效期短
(DT50为 10 d)。Nishimura等人检测了溴氟醚菊酯对
神经系统的影响，研究发现，溴氟醚菊酯与其他常
规拟除虫菊酯类化合物一样，能诱使美洲大蠊神经
元重复放电，并持续打开 Na+通道。
1.3.4 Lubrocythrinate
Lubrocythrinate即 flubrocythrinate，是另一个含
氟拟除虫菊酯类化合物，也是氟氰戊菊酯的类似
物，1989 年由上海中西药业公司发现，1992 年商
品化。它能有效防治叶螨的螨卵和幼螨以及一些害
虫，Lubrocythrinate对有益生物的影响尚未见报道，
对哺乳动物毒性低 (LD50为 10 000 mg/kg)，在环境
中的持效期短 (DT50为 4~8 d)。据报道，它的作用
机制与其它拟除虫菊酯类杀虫剂一样，持续打开
Na+通道。
1.3.5 弥拜菌素 (Milbemectin)
弥拜菌素是两个大环内酯化合物弥拜菌素A3和
A4 的混合物，与杀螨剂阿维菌素同属一类。该化合
物是 20世纪 70年代由三共公司发现的，1991年商
品化。弥拜菌素具有广泛的杀螨谱，对植食性害螨
的所有生长阶段都有效。实验室研究表明，弥拜菌
素对捕食性益螨 (Phytoseilus persimilis) 非常有毒；
它对哺乳动物有中等毒性 (LD50为 762 mg/kg)；在环
境中的持效期短 (DT50为 16~33 d)。它与同类杀螨剂
阿维菌素一样，都是 GABA拮抗剂。
2 结论
近几年，通过传统的筛选方法发现和开发了许
多新型杀螨剂，其中，有的具有新作用机制，有的
作用机制尚在研究阶段。杀螨剂的研究已经让我们
了解了几个具有改良特性的化合物，尤其是杀螨剂
哒螨酮、灭螨醌、杀螨隆、乙螨唑、季酮螨酯和联
苯肼酯，对益虫安全，对哺乳动物毒性低，在环境
中的持效期短。许多新的杀螨剂通过影响线粒体的
呼吸作用而发挥药效，一些影响螨类生长发育的未
知靶标也已得到证明，所有这些为螨类的防治提供
了新的机遇。

(上接第 26页) Preliminary Results of the Study on Phytophtoora nicotianae (WP-1) as a Mycoherbicide.
LI Hai-tao1, WANG Jin-xin1*, YANG He-tong2
(1. Department of Plant Protection, Shandong Agricultural University, Shandong Taian 271018, China; 2. Biology Research
Institute of Shandong Academy of Science, Jinan, 250010, China)
Abstract: An indigenous strain of Phytophtoora nicotianae (WP-1) was isolated from infected Conical Silene stems in Taian,
Shandong, P. R. China, in 2003. Its host range and biological characteristic was investigated. The result of host range tested with 37
plant species showed that the pathogen was safe except for several plant species of Caryophyllance, Achyranthes and Cruciferae. The
result of bioassay showed that the crude of filtrate from the strain is toxic to Silene conoidea L. For mycelium growth, the optimal
culture condition was TA media in solid, CFB media in liquid, independent on the tissue juice of Silene conoidea L; 20~28℃; pH 4
~9; 24 hours light every day ; shaking culture 15 days. The filtrate of WP–1 cultured in Plich’S media at 28℃, dark, still, acid for 15
days was phytotoxic to Silene conoidea L. Although the filtrate doesn’t inhibit the germination of seeds of Silene conoidea L., it
could significantly restrain the growth of the root. The experimental results will assist in further developing mycoherbicide and
utilizing the phytotoxin of the strain WP-1 to develop bioherbicide.
Key words: mycoherbicide; Conical Silene (Silene conoidea L.); host range; biological characteristic