全 文 ：第 wv卷 第 u期
u s s z年 u 月
林 业 科 学
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坚强芽孢杆菌对 v种病原真菌的抗生现象
朱天辉t 刘富平u
kt1 四川农业大学林学园艺学院 雅安 yuxstw ~ u1 海南大学海洋学院 海口 xzsuu{l
关键词 } 坚强芽孢杆菌 ~立枯丝核菌 ~腐皮镰孢菌 ~腐霉菌 ~生物防治
中图分类号 }≥zyv1tx 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kusszlsu p stus p sw
收稿日期 }ussx p sz p ut ∀
基金项目 }四川省重点学科 o四川省教育厅重点项目 ∀
Τηε Ανταγονισµ οφ Βαχιλλυσφιρµυσ αγαινστ Τηρεε Στραινσ οφ Πατηογενετιχ Φυνγι
«∏׬¤±«∏¬t ¬∏ƒ∏³¬±ªu
kt1 Φορεστ ανδ Ηορτιχυλτυρε Χολλεγε o Σιχηυαν Αγριχυλτυραλ Υνιϖερσιτψ Ψαπαν yuxstw ~ u1 Οχεαν Χολλεγε oΗαιναν Υνιϖερσιτψ Ηαικου xzsuu{l
Αβστραχτ} Βαχιλλυσφιρµυσo¤± ¤±·¤ª²±¬¶·¬¦¥¤¦·¨µ¬∏°¬¶²¯¤·¨§©µ²°·«¨ ¶²¬¯ ¥¼·«µ¨ p¨¯¤¼¨ µ¤ª¤µ°¨ ·«²§o¶·µ²±ª¯¼¬±«¬¥¬·¨§·«¨
ªµ²º·«²©·«µ¨¨ ®¬±§¶²© ³¤·«²ª¨ ±¨·¬¦©∏±ª¬¦¤∏¶¬±ª ¶¨ §¨¯¬±ª §¤°³¬±ªp²©©q …¼ ±¨¦¯²¶¨§¦«¤°¥¨µ·¨¶·o·«¨ ¬±«¬¥¬·²µ¼ µ¤·¨¶²©
√²¯¤·¬¯¬½¤¥¯¨°¨ ·¤¥²¯¬·¨¶©µ²° Βq φιρµυσ º¨ µ¨ {1wv h o|1|{ h ox1x| h ¤ª¤¬±¶·Ρηιζοχτονια σολανι oΦυσαριυµ σολανι oΠψτηιυµ
¶³q~„±·¤ª²±¬¶·¬¦¶∏¥¶·¤±¦¨ º«¬¦«º¤¶¶·µ²±ª¯¼ ¤±·¤ª²±¬¶·¬¦·²³¯¤±·³¤·«²¯²ª¼©∏±ª¬¦¤± ¥¨ ³µ²§∏¦¨§¥¼ Βqφιρµυ󤩷¨µ¦∏¯·∏µ¨§
©²µv ²µu §¤¼¶o©²µ ¬¨¤°³¯¨o·«¨ ¬±«¬¥¬·²µ¼ µ¤·¨¶²©·«¨ ±²±√²¯¤·¬¯¬½¤¥¯¨ °¨ ·¤¥²¯¬·¨¶©µ²° Βq φιρµυσ º¨ µ¨ yw1sw h ou|1x| h o
||1|| h ¤ª¤¬±¶·Ρ q σολανι oΦq σολανι oΠψτηιυµ ¶³q¤©·¨µ¦∏¯·∏µ¨§©²µyw «q׫¨ ¶¦¤±±¬±ª¨¯ ¦¨·µ²±¬¦°¬¦µ²¶¦²³¨ µ¨√¨ ¤¯ §¨·«¤·
·«¨ ªµ²º·«²© Ρ q σολανι º¤¶¬±«¬¥¬·¨§¥¼ ±²±p√²¯¤·¬¯¬½¤¥¯¨ °¨ ·¤¥²¯¬·¨¶©µ²° Βq φιρµυσo·«¨¬µ¦¨¯¯¶²©«¼³«¤¨ º¨ µ¨ ¬¨³¤±§¨§·²
¨¯¯¬³¶²¬§²µª¯²¥∏¯¤µ¶·µ∏¦·∏µ¨ ¬±·«¨ ·²³²µ°¬§§¯¨¦¨¯¯ ²©«¼³«¤¨ o¶²°¨ «¼³«¤¨ º¨ µ¨ ¥µ²®¨ ± ²©©o¤±§·«¨ ¦¼·²³¯¤¶° ²²½¨ §²∏·²©
·«¨ ¦¨¯¯¶¶²·«¤·°²¶·²©«¼³«¤¨ ¥¨¦¤°¨ ¦µ¬±®¯¨¤±§¶«µ¬√¨ ¯¨ §q
Κεψ ωορδσ} Βαχιλλυσφιρµυσ~ Ρηιζοχτονια σολανι ~ Φυσαριυµ σολανι ~ Πψτηιυµ ¶³q~¥¬²¯²ª¬¦¤¯ ¦²±·µ²¯
病害生物防治 o具有无污染 !不诱导抗药性 !防效持久等特点 o是今后植物病害控制的主要方向 o也是综
合治理的一个重要环节 ∀立枯丝核菌k Ρηιζοχτονια σολανιl !腐皮镰孢菌k Φυσαριυµ σολανιl !腐霉菌k Πψτηιυµ ¶³ql
是引起林木幼苗立枯病的 v种主要病原菌 o近年来 o苗圃中广泛使用化学药剂防治这类病害 o严重破坏了林
业生态系统 o并对环境造成污染 o因而探索无公害 !无污染的生物防治措施是植物病害综合治理中的重要课
题 ∀枯草芽孢杆菌k Βαχιλλυσσυβτιλισlk何远礼 ot|{x ~鲁素云 ot||v ~朱伟光等 ot||s ~孔建等 ot||ul是生物防治中
报道较多的一种拮抗细菌 o在植物病害的生物防治中发挥着尤为重要的作用 o它能够产生广谱的抗菌代谢物
质k≤¤√¤ª¯¬¨µ¬ετ αλqoussxl o是土壤和植物微生态的优势微生物种群 o具有很强的抗逆能力和抗菌防病作用 o
许多性状优良的天然分离株已成功地应用于植物病害生物防治 o但有关坚强芽孢杆菌在生物防治中的作用
尚缺乏研究 o本文以从松苗圃土壤中分离纯化出的一株具有拮抗活性的坚强芽孢杆菌k Β q φιρµυσl为研究对
象 o探索了坚强芽孢杆菌对立枯丝核菌 !腐皮镰孢菌 !腐霉菌的拮抗作用机理 o以期为林木病害生物防治提供
理论依据 ∀
1 材料与方法
t1t 参试菌种 坚强芽孢杆菌采用 v层琼脂法k方仲达 ot|{zl从松苗圃土壤中分离而得 ∀立枯丝核菌 !腐
皮镰孢菌 !腐霉菌为四川松幼苗猝倒病常见病原 o从发病苗木上分离 ∀
t1u 坚强芽孢杆菌对病原菌的抗生现象研究
tl坚强芽孢杆菌的挥发性代谢产物对病原菌的影响 用对扣法k⁄¨ ±±¬¶ot|ztl测定挥发性代谢产物对 v
种病原菌生长的抑制作用 o重复 v次 oux ε 培养 o以抑制病原菌直径生长为评定指标 ∀
ul坚强芽孢杆菌的非挥发性代谢产物对病原菌的影响 将一支活化后的坚强芽孢杆菌斜面接种于肉膏
蛋白胨培养基ktss °l中 oux ∗ u{ ε 摇床培养 uw «即为 t级发酵种子 o然后将 ts °发酵种子液转入 tss °
马铃薯蔗糖培养液中 o于 ux ε 分别振荡培养 t ∗ { §后 o分别用细菌滤器抽滤灭菌 o取 t °滤液于 ts °的
马铃薯蔗糖固体培养基中 o摇匀后倒平板 o分别接种立枯丝核菌 !腐皮镰孢菌 !腐霉菌 o以不加芽孢杆菌发酵
滤液的平板接种 v种病原菌为对照 o重复 v次 o于 ux ε 培养 o观测 v种病原菌的生长情况 o分别在 uw !yw «测
量菌落直径 ∀同时以培养 v §的代谢产物为测试对象 o取 t °滤液于 ts °的 °⁄„培养基中 o摇匀后倒平
板 o接种立枯丝核菌 ux ε 培养 zu «o以不加坚强芽孢杆菌发酵滤液的 °⁄„平板接种丝核菌为对照 ∀分别切
取对照和处理的丝核菌琼脂块 o进行扫描电镜前处理 o最后经 Ž≠Ž≠2tsss…型扫描电子显微镜观察 ∀
2 结果与分析
表 1 坚强芽孢杆菌挥发性代谢产物的抑菌效应 ≠
Ταβ .1 Τηε αντιφυνγαλ αχτιϖιτψ οφ ϖολατιλιζαβλε µεταβολιτεσφροµ Β . φιρµ υσ
立枯丝核菌
Ρ q σολανι
腐皮镰孢菌
Φq σολανι
腐霉菌
Πψτηιυµ ¶³q
处理菌落直径
×µ¨¤·¨§¦²¯²±¼ §¬¤°¨ ·¨µΠ¦° x1yx ¤ u1vz ¤ t1vx ¤
对照菌落直径
≤Ž¦²¯²±¼ §¬¤° ·¨¨µΠ¦° y1tz ¥ u1yv ¥ t1wv ¥
抑制率
Œ±«¬¥¬·²µ¼µ¤·¨Πh {1wv … |1{| ≤ x1x| „
≠表中数据为 v次重复平均值 o菌落直径差异性为纵向比较 o抑制率差异性为横
向比较 ~相同字母为不显著 o反之 o显著 ∀下同 ∀ ׫¨ §¤·¤ ²©·¤¥¯¨¤µ¨ ° ¤¨± √¤¯∏¨ ²© v
µ¨³¯¬¦¤·¬²±¶o¦²¯²±¼ §¬¤°¨ ·¨µ§¬©©¨µ¨±¦¨ ¦²°³¤µ¬¶²± ¬± ¶¤°¨ ¦²¯∏° o¬±«¬¥¬·²µ¼ µ¤·¨ §¬©©¨µ¨±¦¨
¦²°³¤µ¬¶²± ¬± ¶¤°¨ µ²º ~ ·«¨ ¶¤°¨ ¯¨·¨µ ¶«²º¶ §¬©©¨µ¨±¦¨ ¬¶ ±²·¶¬ª±¬©¬¦¤±·~²·«¨µº¬¶¨ o
¶¬ª±¬©¬¦¤±·q׫¨ ¶¤°¨ ¥¨ ²¯º q
图 t 坚强芽孢杆菌发酵液对 v种菌的抑制率
ƒ¬ªqt Œ±«¬¥¬·²µ¼µ¤·¨²© Βqφιρµυσ¦∏¯·∏µ¨©¬¯·µ¤·¨·²·«µ¨¨®¬±§¶²©©∏±ª¬
u1t 坚强芽孢杆菌的挥发性代谢产
物对病原菌的抑制效应 对扣法试验
结果表明坚强芽孢杆菌产生的挥发性
代谢产物对丝核菌 !腐皮镰孢菌 !腐霉
菌的抑制率较低 o以菌落直径为评定
指标 ov 种真菌的抑制率分别仅为
{1wv h !|1{| h !x1x| h k表 tl ∀相对
而言 o腐皮镰孢菌对挥发性物质最为
敏感 o其次是丝核菌和腐霉菌 ∀
u1u 坚强芽孢杆菌的非挥发性代谢
产物对病原菌的抑制作用 坚强芽孢
杆菌不同时间的发酵液对 v种病原真菌的抑制作用不完全相同k图 tl o统计分析显示 }不同时间的发酵液对
病原真菌有显著影响 o第 v天的发酵液对丝核菌 !腐霉菌的抑制达最大 o分别为 yw1sw h !||1|| h o对镰孢菌
抑制最高为 u|1x{ h k第 u天的发酵液l ∀以不同真菌对发酵液的敏感性来看k表 ul o腐霉菌最敏感 o其次为
丝核菌和镰孢菌 o它们的抑制率分别可达 tss h !ys h以上
和近 vs h ∀
表 2 坚强芽孢杆菌非挥发性代谢产物(64 η)的抑菌效应
Ταβ .2 Τηε αντιφυνγαλ αχτιϖιτψ οφ νον2ϖολατιλιζαβλε
µεταβολιτεσ(64 η) φροµ Β . φιρµυσ
立枯丝核菌
Ρ q σολανι
腐皮镰孢菌
Φq σολανι
腐霉菌
Πq¶³q
处理菌落直径
×µ¨¤·°¨ ±·¦²¯²±¼ §¬¤°¨ ·¨µΠ¦° t1{t ¤ t1yt ¤ s1ss ¤
对照菌落直径
≤Ž¦²¯²±¼ §¬¤°¨ ·¨µΠ¦° x1su ¥ u1vs ¥ t1ts ¥
抑制率
Œ±«¬¥¬·²µ¼µ¤·¨Πh yw … vs „ tss ≤
u1v 坚强芽孢杆菌的非挥发性代谢产物对立枯丝核菌的
超微结构的影响 扫描电镜显示 o在未加坚强芽孢杆菌发
酵滤液的平板上生长的立枯丝核菌菌丝生长旺盛 o均匀饱
满k图 up¤l o近直角分枝明显k图 up¥l ∀坚强芽孢杆菌发酵
滤液对立枯丝核菌的超微结构有明显影响 o菌丝多数变形
k图 up¦l o菌丝端部和中部明显膨胀呈椭圆状和球状k图 up
§!¨ l o部分菌丝有断裂现象k图 up©l o许多菌丝在断裂处有
内含物流出的现象k图 upªl ∀
3 结论与讨论
人们对芽孢杆菌生防潜能的研究至少已有 ws年的历
史 o田间应用研究己经证实芽孢杆菌生防菌剂在产品中的
稳定性 o与化学农药的相容性和不同植物不同年份防效的
tut 第 u期 朱天辉等 }坚强芽孢杆菌对 v种病原真菌的抗生现象

图 u 坚强芽孢杆菌的非挥发性代谢产物对立枯丝核菌超微结构的影响
ƒ¬ªqu ׫¨ ©¨©¨¦·²±·«¨ ∏¯·µ¤¶·µ∏¦·∏µ¨ ²©·«¨ Ρ qσολανι ©µ²°·«¨ √²¯¤·¬¯¬½¤¥¯¨ °¨ ·¤¥²¯¬·¨¶²© Β qφιρµυσ
¤}正常生长状况 ‘²µ°¤¯ ¼¯ ªµ²º¬±ª«¼³«¤¨ k ≅ yssl ~¥}正常的直角分枝 „³³µ²¬¬°¤·¨¯¼ ²µ·«²ª²±¤¯ µ¤°¬©¬¦¤·¬²± ²©·«¨ ±²µ°¤¯k ≅ t yssl ~
¦}菌丝变形 ⁄¬¶·²µ·¬²± «¼³«¤¨ ²©¬±«¬¥¬·²µ¼k ≅ {xxl ~§}膨胀呈椭圆状 ⁄¨ ©²µ°¬·¼ ¨¯ ¬¯³¶²¬§¶·µ∏¦·∏µ¨ k ≅ v sssl ~
¨}菌丝膨胀呈球状 ⁄¨ ©²µ°¬·¼ ª¯²¥∏¯¤µ¶·µ∏¦·∏µ¨ k ≅ t zssl ~©}菌丝断裂 ⁄¨ ©²µ°¬·¼ «¼³«¤¨ ¥µ¨¤®¬±ª²©©k ≅ u xssl ~
ª}菌丝断裂后物质外渗 ≤¼·²³¯¤¶° ²©¥µ¨¤®¬±ª«¼³«¤¨ ²²½¬±ªk ≅ t {ssl q
uut 林 业 科 学 wv卷
一致性方面明显优于非芽孢杆菌和真菌生防菌k²±¬¦¤ ετ αλqousstl ∀芽孢杆菌k Βαχιλλυ󶳳ql作为一类重要
的微生物资源 o它富含蛋白酶 !淀粉酶 !脂酶等酶类以及其他丰富的代谢产物 o部分菌还可以分解土壤中的不
溶性磷酸盐 o与其他微生物一起在土壤中起着重要作用k来航线等 ousswl ∀不仅如此 o芽孢杆菌的不同代谢
产物在各个领域都有发展前景 ∀产生抗生素是芽孢杆菌抗菌作用的一个重要的因素 o但是 o往往一种芽孢杆
菌的拮抗活动中 o会同时存在多种代谢产物 ∀芽孢杆菌的抗生素主要是核糖体合成的小分子量抗菌蛋白和
非核糖体合成的各种抗菌肽 o以及次生代谢产生的其他抗菌活性物质 o如脂肪氨基酸氮氧衍生物等k陈中义
等 oussv ~×µ¨­²2∞¶·µ¤§¤ ετ αλqot||{l ∀
许多研究者认为 }芽孢杆菌的抑菌机理主要是通过产生抗菌素来抑制病菌的生长kŠ∏·¨µ ετ αλqot|xv ~
¤±¬¶¬¨º¬¦½ot|{{l但有些拮抗菌细菌产生的挥发性物质对病原菌也有抑制作用k汪来发等 ot||wl ∀本研究结
果表明 }坚强芽孢杆菌可产生挥发性和非挥发性 u大类物质 o挥发性物质的抑菌作用不强 o主要抑菌物质存
在于发酵液中 o以水溶性代谢物质为主 o并且挥发性与非挥发性代谢物对 v种病原真菌的抑菌效应有显著差
异 o挥发性代谢物的抑菌顺序为 }腐皮镰孢菌 立枯丝核菌 腐霉菌 o而非挥发性代谢物则为 }腐霉菌 立枯
丝核菌 腐皮镰孢菌 o这种现象可能与非挥发性物质和挥发性物质作用机理不同 !菌种对不同抗菌物质敏感
特异性有关 o尚待进一步研究 ∀
一般而言 o在拮抗菌代谢物质中 o以非挥发性物质研究和应用的较多 o尚无将挥发性物质用于生产实践
的报道 o范青等kusssl的试验结果表明 o芽孢杆菌除活菌液处理外 o热处理液和滤液对青 !绿霉菌在 °⁄„上
的生长和在柑橘果实kιν ϖιϖοl上的侵染有一定的抑制效果 o这进一步证明了枯草芽孢杆菌产生的抗菌物质
对病菌有抑制作用 o这些物质大多为低分子抗生素k王岳 ot|{yl ∀本试验也证明坚强芽孢杆菌在生长过程中
产生于体外的代谢产物抑制了 v种病原真菌的生长 o其非挥发性抗菌物质可使病原菌菌丝畸形 o细胞崩溃 o
菌丝断裂 o内含物外泄 o菌丝变得皱缩干瘪 o从而使病菌丧失对植物的侵染能力 ∀研究中涉及的坚强芽孢杆
菌与谢栋等kt||{l的研究结果相一致 ∀谢栋认为 o枯草芽孢杆菌对病原真菌抑制作用主要有 u种方式 }其一
为造成细胞畸形 o出现囊泡 !肿胀 o继而崩溃溶解 ~其二为对细胞壁的破坏 o造成菌丝原生质体从胞壁溶解处
泄露 o菌丝断裂成段 o继而消融 ∀
参 考 文 献
陈中义 o张 杰 o黄大 qussv q植物病害生防芽孢杆菌抗菌机制与遗传改良研究 q植物病理学报 ovvkul }|z p tsv
范 青 o田世平 qusss q枯草芽孢杆菌k Βαχιλλυσσυβτιλισl…p |tu对采后柑桔果实青 !绿霉病的抑制效果 q植物病理学报 ovskwl }vwv p vw{
方仲达 qt|{z q植病研究方法 q北京 }农业出版社 ouu{
何礼远 qt|{x q细菌在植物病害防治上应用的研究进展 q生物防治通报 otkvl }u{ p vt
孔 建 o王文夕 o赵白鸽 o等 qt||u q枯草芽孢杆菌 …p |sv菌株抗菌物质的研究 q微生物学报 ovukyl }wwx p ww|
来航线 o杨保伟 o邱学礼 o等 qussw1 |株芽孢杆菌的初步分离鉴定与拮抗性试验 q西北农林科技大学学报 }自然科学版 ovukzl }|v p |y
鲁素云 qt||v q植物病害生物防治学 q北京 }北京农业大学出版社
王 岳 qt|{y q抗生素 q北京 }科学出版社 owxv p wzt
汪来发 o邱德勋 qt||w qΠσεδοµονασ¶³q„ sv对 Ρηιζοχτονια σολανι的抗生现象 q四川农业大学学报 otukul }uw{ p uxu
谢 栋 o彭 憬 o王津红 o等 qt||{1 枯草芽孢杆菌抗菌蛋白 ÷|{ŒŒŒ的纯化与性质 q微生物学报 ov{ktl }tv p t|
朱伟光 o李德葆 o葛起新 qt||s q植物病原细菌拮抗菌及其拮抗物质测定 q浙江农业大学学报 otykwl }vwx p vxs
≤¤√¤ª¯¬¨µ¬o’µ¯¤±§²o •²§µ¬ª∏¨½  Œo ετ αλqussx q…¬²¦²±·µ²¯ ²© Βαχιλλυσσυβτιλι󤪤¬±¶·Φυσαριυµ ϖερτιχιλλιοιδεσ¬± √¬·µ²¤±§¤··«¨ °¤¬½¨ µ²²·¯ √¨¨ ¯q• ¶¨¨¤µ¦«
¬± ¬¦µ²¥¬²¯²ª¼otxykxΠyl }zw{ p zxw
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Š∏·¨µ≠ o¬·¤∏¨µƒ qt|xv1 „±·¤ª²±¬¶·¬¦¤¦·¬²± ²© Βαχιλλυσσυβτιλι󤪤¬±¶·¦¬·µ∏¶©µ∏¬·³¤·«²ª¨ ±¶q…∏¯¯ • ¶¨≤²∏±¦Œ¶µov }t|u p t|y
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²±¬¦¤∞o∞¯¬½¤¥¨·« „ ⁄o • ¬¯¯¬¤° ∞ … o ετ αλqusst1 ∂¬¤¥¬¯¬·¼ ¤±§¶·¤¥¬¯¬·¼ ²©¥¬²¯²ª¬¦¤¯ ¦²±·µ²¯ ¤ª¨ ±·¶²± ¦²·²± ¤±§¶±¤³¥¨¤± ¶¨ §¨¶q°¨ ¶·¤±¤ª≥¦¬o
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×µ¨­²p∞¶·µ¤§¤≥ • o°¤¶½¦¤¼±¶®¬„ o≤µ¤º©²µ§⁄qt||{1 „±·¬¥¬²·¬¦¶¤±§ ±¨½¼° ¶¨³µ²§∏¦¨§¥¼·«¨ ¥¬²¦²±·µ²¯ ¤ª¨ ±·¶·µ¨³·² °¼¦¨¶√¬²¯¤¦¨∏¶¬ª¨µ×≤∞⁄p | qŒ±§∏¶·
¬¦µ²¥…¬²·¨¦«out }{t p |s
k责任编辑 朱乾坤l
vut 第 u期 朱天辉等 }坚强芽孢杆菌对 v种病原真菌的抗生现象