免费文献传递   相关文献

Screening and identification of available endophytes in roots of Panax ginseng

人参可利用内生菌株的筛选和鉴定



全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46 卷 第 14 期 2015 年 7 月

·2143·
人参可利用内生菌株的筛选和鉴定
赵智灵 1,刘学周 1,魏晓雨 1,李绍宾 1,田义新 1*,盛吉明 2
1. 吉林农业大学中药材学院,吉林 长春 130118
2. 吉林省长白县科学技术协会,吉林 白山 134400
摘 要:目的 研究吉林产人参 Panax ginseng 内生菌资源状况,筛选出对人参病原菌具有拮抗作用的内生菌。方法 采用
混菌法初筛和发酵液拮抗法复筛来筛选具有拮抗活性的菌株,并用 16 S rDNA 和 ITS 方法鉴定筛选得到的内生菌株。结果
在人参中共分离获得 133 株内生菌,通过初筛和复筛后,从中选出了 4 株对人参病原菌具有较好拮抗作用的菌株,分别为
B16、B25、B69 和 F32,其中 B16、B25 和 B69 对 6 种以上病原菌均表现出了抑菌作用,F32 对菌核病菌、疫病菌和根腐病
菌的抑菌效果最好,其抑菌圈直径均大于 35 mm,经鉴定它们分别为甲基营养型芽孢杆菌、解淀粉芽胞杆菌、死谷芽孢杆
菌和齿孢青霉。结论 人参内生菌具有多样性,并有拮抗病原菌活性高的菌株存在,可以成为人参病害生防菌的新来源。
关键词:人参;内生菌;拮抗作用;分子鉴定;ITS
中图分类号:R282.15 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2015)14 - 2143 - 06
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2015.14.021
Screening and identification of available endophytes in roots of Panax ginseng
ZHAO Zhi-ling1, LIU Xue-zhou1, WEI Xiao-yu1, LI Shao-bin1, TIAN Yi-xin1, SHENG Ji-ming2
1. College of Chinese Medicinal Materials, Jilin Agricultural University, Changchun 130118, China
2. Association of Science and Technology in Changbai County, Jilin Province, Baishan 134400, China
Abstract: Objective To investigate the resource situation of endophytes in the roots of Panax ginseng (ginseng) of Jilin province and
to select endophytes with antagonistic effect on pathogenic fungi of ginseng. Methods Strains with antagonistic effect were screened
by applying mixed strains method during preliminary screening and adopting antagonism method of fermentation liquor in
re-screening. Besides, the selected endophytes were identified via 16S rDNA and ITS methods. Results One hundred and thirty-three
endophytes were isolated from ginseng. After preliminary screening and re-screening, four strains with good antagonistic effect on
pathogenic fungi of ginseng were selected: B16, B25, B69, and F32. Among them, B16, B25, and B69 showed an inhibitory effect on
six pathogenic fungi; F32 had a good inhibitory effect on Seclerotinia schinseng, Phytophthora cactorum, and Fusarium solani, with an
inhibitory zone diameter of greater than 35 mm; According to the identification, B16, B25, B69, and F32 were Bacillus
methylotrophicus, B. amyloliquefaciens, B. vallismortis, and Penicillium daleae, respectively. Conclusion Endophytes in ginseng are
diversified and there also exist strains with high antagonistic effect, which can be a good source for biocontrol bacterium and fungus of
ginseng diseases.
Key words: Panax ginseng C. A. Meyer; endophyte; antagonistic effect; molecular identification; ITS

人参 Panax ginseng C. A. Meyer 为名贵中药,
在我国东北已形成规模化种植[1]。在栽培条件下,
人参常发生根腐病、疫病、锈腐病等病害,并随人
参种植年份的增加,病害的种类、发病面积及严重
程度也逐年增加,严重制约着人参产业的健康发展。
开发人参内生菌资源,用于人参病害的生物防治,
对于提高人参品质和保护环境都具有非常重要的意
义。目前对人参内生菌的报道多集中在内生菌分离
和内生菌次生代谢产物研究上,人参内生菌用于植
物病害预防和治疗的报道较少,仅有对人参内生细
菌做了生防研究[2-3],内生真菌和内生放线菌鲜有报
道,人参内生菌这一重要资源未得到充分开发。因
此本实验对吉林省人参内生菌资源进行系统研究,
探索其对人参病原菌的拮抗作用,筛选有抑菌活性

收稿日期:2014-12-26
基金项目:国家自然科学基金项目(31201161);吉林省教育厅科学技术研究项目(2014-61);吉林省中医药管理局中医药科技项目(2013-4)
作者简介:赵智灵 Tel: 18043132682 E-mail: zhaozhiling1@163.com
*通信作者 田义新,博士,教授,主要从事中药材栽培研究。E-mail: yxtian2003@163.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46 卷 第 14 期 2015 年 7 月

·2144·
的内生菌,为揭示吉林省人参内生菌资源状况,以
及进一步研发人参病害的生物防治剂和促生生物菌
剂提供重要依据。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 供试菌株及植物材料 人参锈腐病菌
Cylindrocarpon destructans (Zinss) Scholten、灰霉病
菌 Botrytis cinerea Pers 、菌核病菌 Sclerotinia
schinseng Wang et Chen、疫病病菌 Phytophthora
cactorum Schroet、黑斑病菌 Alternaria panax Whetz、
根腐病菌 Fusarium solani (Mart.) App. et Wollenw、
立枯病菌 Rhizoctonia solani Kuhn. 7 种人参常见病
原菌由本课题组保存。2013 年 7~8 月,在吉林省
人参主产区采集健康人参植株为供试材料(表 1),
由吉林农业大学中药材学院田义新教授鉴定。
表 1 样品来源情况
Table 1 Sample source
产地 生长年限 经度 纬度
吉林珲春 5 东经 130°30′05″ 北纬 42°51′41″
吉林安图 5 东经 128°53′28″ 北纬 43°06′39″
吉林通化 5 东经 127°47′05″ 北纬 41°43′06″
吉林临江 5 东经 126°54′39″ 北纬 41°49′56″
吉林靖宇 5 东经 126°08′11″ 北纬 42°38′16″
吉林抚松 5 东经 127°33′20″ 北纬 42°03′09″
吉林长白 5 东经 128°17′29″ 北纬 41°43′22″
吉林长春 5 东经 125°24′24″ 北纬 43°48′49″
吉林汪清 5 东经 129°42′50″ 北纬 43°28′46″
吉林集安 5 东经 126°17′24″ 北纬 41°15′31″
吉林集安 9 东经 126°17′24″ 北纬 41°15′31″
吉林集安 15 东经 126°17′24″ 北纬 41°15′31″

1.1.2 培养基 马铃薯葡萄糖(PDA)培养基;牛
肉膏蛋白胨(NA)培养基;高氏 I 号培养基;PDA
液体培养基。
1.1.3 主要试剂和仪器 基因组提取试剂盒,2×
Power Tap PCR Master Mix(北京百泰克生物技术有限
公司);通用引物 [金唯智生物科技(北京)有限公司]。
TC-XP 型 PCR 扩增仪(杭州博日科技有限公司);
BIS910 凝胶成像系统(北京东胜创新生物科技有限公
司);超微量紫外可见分光光度计(北京百泰克生物技
术有限公司);超净工作台(上海博迅实业有限公司)。
1.2 组织表面消毒
将采集到的人参样本先在流水下冲洗,去除表
面的泥土和灰尘。室温晾干,用灭菌滤纸吸干植
物表面剩余的水分。选择没有破损且完整的根、
茎和叶片,切成 2 cm 见方的小块(段、片),在
50%乙醇中浸泡 1 min 后置于 75%乙醇中 1 min,
再对根使用 0.10% HgCl2 处理 11 min,茎使用
0.10% HgCl2 处理 7 min,叶使用 2% NaClO 处理
5 min 进行表面消毒,然后用无菌水冲洗 3~5 次。
把处理后的组织接入 NA 培养基,观察 2 周无污
染后,切去表皮,切成 0.5 cm 见方的小块(段、
片)接入 NA 培养基,观察是否有污染。每个处
理 3 次重复。
1.3 内生菌的分离纯化
内生细菌分离采用 NA 培养基,内生真菌分离
采用 PDA 培养基,内生放线菌分离采用高氏 I 号培
养基。分离得到的内生菌,纯化到无杂菌后,4 ℃
保存。
1.4 内生菌抑菌活性筛选
采用姜云等[2]的方法对抑菌活性进行初筛。在
姜云等[2]复筛方法的基础上改进,发酵和菌液收集
不变,使用滤纸片法对菌液抑菌活性进行复筛。
1.5 内生菌的鉴定
内 生 细 菌 基 因 组 的 提 取 利 用 Bio Teke
cat#DP2001 细菌基因组 DNA 提取试剂盒(离心柱
型)进行,用通用引物 27f(5’-AGAGTTTGATCC-
TGGCTCAG-3’)和 1492r(5’-TACGGCTACCTTG-
TTACGACTT-3’)扩增细菌 16 S RNA。扩增体系为
50 μL,包括 2×PCR Mix 25 μL,ddH2O 15 μL,DNA
模板 5 μL,27f 2.5 μL,1492r 2.5 μL。PCR 扩增程
序为 94 ℃变性 5 min,94 ℃变性 40 s,53 ℃复性
60 s,72 ℃延伸 90 s,35 个循环,72 ℃延伸 10 min。
PCR 产物经 2%琼脂糖凝胶电泳检测,并将其产物
送上海生物工程有限公司进行测序。
内生真菌基因组提取利用 Bio Teke cat#DP2031
真菌基因组 DNA 提取试剂盒(离心柱型)进行。
用通用引物 ITS1(5’-TCCGTAGGTGAACCTGCG-
G-3’)和 ITS4(5’-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3’)
扩增内生真菌 ITS 序列。扩增体系为 50 μL,包括
2×PCR Mix 25 μL,ddH2O 15 μL,DNA 模板 5 μL,
ITS1 2.5 μL,ITS4 2.5 μL。PCR 扩增程序为 95 ℃变
性 5 min,94 ℃变性 45 s,52 ℃复性 45 s,72 ℃延
伸 90 s,35 个循环,72 ℃延伸 10 min。PCR 产物
经 2%琼脂糖凝胶电泳检测,并将其产物送上海生
物工程有限公司进行测序。
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46 卷 第 14 期 2015 年 7 月

·2145·
扩增产物测序结果在 GenBank 中进行 BLAST
分析,然后用 MEGA6.0 进行序列相似性分析,以
Neighbor-joining 方法构建系统发育树,用 Bootstrap
(1 000 次重复)进行检验。
1.6 数据分析
用 Excel 2003 对统计数据进行计算和制作图表。
2 结果与分析
2.1 人参内生菌的分离纯化
内生菌的种类和数量会受到植物种类、生长阶
段、生长环境的影响[4],对不同采样地的人参进行
内生菌的分离纯化,共分离得到 133 株内生菌(表
2),其中根中 70 株,茎中 60 株,叶中 46 株。结果
显示采样地的不同、不同年生人参和分离部位的不
同影响植株内生菌种类和数量。相同采样地不同年
生人参样品中得到的内生菌数量随人参年生的增加
表 2 不同采集地和部位的内生菌分离情况
Table 2 Isolation situation of endophytes in different
collection places and different plant parts
内生菌种类数量/株 采集地 生长年限 根 茎 叶 总数
吉林珲春 5 7 7 5 15
吉林安图 5 9 6 5 16
吉林通化 5 8 5 5 16
吉林临江 5 10 9 3 22
吉林靖宇 5 10 6 9 19
吉林抚松 5 8 5 6 17
吉林长白 5 8 8 2 17
吉林长春 5 9 7 7 22
吉林汪清 5 9 7 3 17
吉林集安 5 8 6 7 20
吉林集安 9 14 7 6 26
吉林集安 15 15 10 7 30
总数 70 60 46 133
而呈增多的趋势。
2.2 内生菌株抑菌活性的初筛
初筛结果显示,对病原菌具有抑菌活性的菌株
有 88 株(表 3),其中,对人参立枯病菌有抑菌作
用的内生菌最多,为 52 株,占有抑菌作用内生菌
总数的 59.09%,其次是对人参根腐病菌有抑菌作
用的为 45株,占有抑菌作用内生菌总数的 51.14%,
对人参菌核病菌有抑菌作用的最少,为 15 株,占
有抑菌作用内生菌总数的 17.05%。
对病原菌有抑制作用的内生菌在人参各部位的
分布上有明显差异(表 3),根中有抑菌作用的内生
菌最多,占有抑菌作用内生菌总数的 51.13%;茎中
次之,占 43.18%;叶中最少占 36.36%。对病原菌
有抑制作用的内生菌在相同年限不同产地分布上也
有明显差异(表 4),靖宇人参内生菌有抑菌作用的
最多,占 18.18%;集安和长春次之,占 17.05%;
长白最少,占 9.09%;对病原菌有抑制作用的内生
菌在相同产地不同生长年限人参分布上也有明显差
异(表 4),集安 15 年人参内生菌有抑菌作用的最
多,占 25.00%;集安 9 年次之,占 18.18%;集安 5
年最少,占 17.05%。
2.3 内生菌株长年限的复筛
通过对初筛得到的内生细菌和真菌进行发酵液
抑菌活性复筛后得到 4 株拮抗效果较好的内生菌株
(表 5),其中内生菌 B16 对锈腐病菌的抑菌活性较
其他处理最强,抑菌圈直径为 39 mm,内生菌 B69
对灰霉病菌和立枯病菌的抑菌活性较其他处理强,
抑菌圈直径分别为 41 mm 和 31 mm,内生菌 F32
对菌核病、疫病和根腐病菌的抑菌活性较其他处理
强,抑菌圈直径分别为 35、38、36 mm,内生菌 B25
对黑斑病菌的抑菌活性较其他处理强,抑菌圈直径
表 3 不同部位来源有抑菌作用的内生菌数量及比例
Table 3 Quantity and proportion of endophytes with antagonistic effect on phytopathogen in different parts
分离部位 锈腐病菌 灰霉病菌 菌核病菌 疫病病菌 黑斑病菌 根腐病菌 立枯病菌 总数
根 5(27.78) 18(60.00) 9(60.00) 13(43.33) 10(33.33) 27(60.00) 23(44.20) 45(51.13)
茎 5(27.78) 16(53.33) 3(20.00) 11(36.67) 12(40.00) 19(42.22) 22(42.30) 38(43.18)
叶 12(66.67) 10(33.33) 9(60.00) 16(53.33) 16(53.33) 18(40.00) 21(40.38) 32(36.36)
总数 18(20.45) 30(34.09) 15(17.05) 30(34.09) 30(34.09) 45(51.14) 52(59.09) —
表中“()”外面数字表示有抑菌作用内生菌种类数,“()”中数字表示其占有抑菌作用内生菌总数的百分比,下同
Figures outside “()” in the table refer to the quantity of endophytes with antagonistic effect, and figures in “()” mean its proportion in all endophytes with
antagonistic effect, similarly hereinafter
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46 卷 第 14 期 2015 年 7 月

·2146·
表 4 不同产地来源具有抑菌作用内生菌的数量及比例
Table 4 Quantity and proportion of endophytes with antagonistic effect on phytopathogen in different areas
采样地点 年限 锈腐病菌 灰霉病菌 菌核病菌 疫病病菌 黑斑病菌 根腐病菌 立枯病菌 总数
珲春 5 2(11.11) 5(16.67) 2(13.33) 1(3.33) 3(10.00) 8(17.78) 9(17.31) 12(13.64)
安图 5 2(11.11) 4(13.33) 5(33.33) 2(6.67) 6(20.00) 8(17.78) 7(13.46) 10(11.36)
通化 5 2(11.11) 3(10.00) 2(13.33) 2(6.67) 3(10.00) 5(11.11) 6(11.54) 9(10.23)
临江 5 3(16.67) 4(13.33) 0(0) 5(16.67) 2(6.67) 4(8.89) 8(15.38) 13(14.77)
靖宇 5 2(11.11) 5(16.67) 5(33.33) 7(23.33) 6(20.00) 7(15.56) 7(13.46) 16(18.18)
抚松 5 1(5.56) 4(13.33) 0(0) 2(6.67) 4(13.33) 4(8.89) 7(13.46) 10(11.36)
长白 5 1(5.56) 1(3.33) 0(0) 3(10.00) 3(10.00) 3(6.67) 3(5.77) 8(9.09)
长春 5 5(27.78) 3(10.00) 2(13.33) 8(26.67) 7(23.33) 9(20.00) 11(21.15) 15(17.05)
汪清 5 3(16.67) 7(23.33) 2(13.33) 7(23.33) 3(10.00) 8(17.78) 7(13.46) 13(14.77)
集安 5 1(5.56) 6(20.00) 2(13.33) 3(10.00) 4(13.33) 10(22.22) 5(9.62) 15(17.05)
集安 9 3(16.67) 6(20.00) 4(26.67) 5(16.67) 4(13.33) 8(17.78) 6(11.54) 16(18.18)
集安 15 3(16.67) 8(26.67) 2(13.33) 8(26.67) 7(23.33) 12(26.67) 10(19.23) 22(25.00)
总数/个 18(20.45) 30(34.09) 15(17.05) 30(34.09) 30(34.09) 45(51.14) 52(59.09) —
表 5 拮抗内生菌的筛选情况
Table 5 Screening situation of endophytes with antagonistic effect
锈腐病菌 灰霉病菌 菌核病菌 疫病病菌 黑斑病菌 根腐病菌 立枯病菌拮抗菌株
初筛 复筛 初筛 复筛 初筛 复筛 初筛 复筛 初筛 复筛 初筛 复筛 初筛 复筛
B5 + 18 - + 9 + 15 + 14 + 20 + 14
B16 + 39 + 9 + 13 + 18 + 11 + 16 + 9
B25 + 15 + 19 + - + 43 + 23 + 26
B37 + - + 15 + 16 + 13 + 20 + 15
B66 + + 12 + 8 + 12 + 15 + 20 + 13
B69 + 20 + 41 + 17 + - 14 + 26 + 31
B49 - - - - + 31 - -
B53 - + 32 - - 19 + - -
F4 - - - - + + +
F19 + + - + + + +
F32 + + + 35 + 38 + + 36 +
F36 + - - + 33 - - +
B-细菌,F-真菌,“+”为有抑制效果,“-”为无抑制效果,复筛结果为抑菌圈直径(mm)
B-bacteria F-fungus “+” means antagonistic effect, while “-” means absence of antagonistic effect, results of re-screening means inhibitory zone diameter
为 43 mm。对 6 种以上病原菌有拮抗作用的内生菌
有 7 株,其中 B16 和 B66 对 7 种供试病原菌都有
拮抗作用,说明人参中含有广谱拮抗作用的内生
菌。对病原菌拮抗抑菌圈>30 mm 的内生菌有 8
株,说明人参内生菌对其病原菌的抑制有一定的专
一性。
如表 5 所示,内生菌 B16、B25 和 B69 的
发酵液与菌体的抑菌活性无明显差异。内生菌
F32 发酵液相对于菌体来说,对菌核病菌、根腐
病菌和疫病菌的抑制作用消失,但是对立枯病
菌、锈腐病菌和黑斑病菌的抑制效果显著增强。
其余内生菌发酵液与菌体相比,对病原菌的抑
菌情况变化总体表现为对可抑制的病原菌种类
减少,但是其抑菌活性增强。
2.4 菌株 16 S rDNA 序列扩增及系统发育学分析
对株菌 B16、B25 和 B69 进行 16S rDNA 基因测
序,测序结果在 GenBank 基因库中进行同源性搜索,
结果表明,菌株 B16、B25 和 B69 分别与甲基营养
型芽孢杆菌 Bacillus methylotrophicus(KC790320)、
解淀粉芽胞杆菌Bacillus amyloliquefaciens(CP006890)
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46 卷 第 14 期 2015 年 7 月

·2147·
和死谷芽孢杆菌 Bacillus vallismortis(JF496376)的
序列相似率最大,达 98%以上,构建系统发育树后,
位于同一系统发育分支上。综合同源性比对结果并
结合其培养特征,株菌 B16、B25 和 B69 菌株分别
属于甲基营养型芽孢杆菌、解淀粉芽胞杆菌和死谷
芽孢杆菌。
对株菌 F32 进行 ITS 基因测序,测序结果在
GenBank 基因库中进行同源性搜索,结果表明,菌
株 F32 与齿孢青霉 Penicillium daleae(DQ132832)
的序列相似率最大,达 98%,构建系统发育树(图
1)后,二者位于同一系统发育分支上。综合同源性
比对结果和 F32 与齿孢青霉在发育系统中的位置,
并结合其培养特征,该菌株应属于齿孢青霉。

图 1 拮抗菌株序列系统发育树
Fig. 1 Phylogenetic tree of sequence of antagonistic strains
3 讨论
本研究在不同产地、不同部位的人参样本中共
分离到内生菌 133 株,样品的来源较广、数量较多,
表面消毒彻底,保证了分离到的内生菌具有多样性
和代表性,为人参内生菌资源进行进一步的开发奠
定了良好的基础。
本研究通过混菌法对人参内生菌初筛后发现,
不同采集地、同采集地不同部位人参体内拮抗菌的
量存在一定的差异,这与金岩等[5]在五味子内生菌
研究中得出的结论一致。而且不同菌株对于供试的
7 种人参主要病害病原菌均有不同的抑制作用,其
中对根腐病菌和立枯病菌菌具有抑菌活性的菌株较
多,灰霉病菌、黑斑病菌和疫病菌次之,而对锈腐
病菌和菌核病菌有抑菌作用的菌株最少,说明在拮
抗菌株间存在着靶标菌选择性,对于不同种类的病
原菌抗菌谱存在差异,这与刘学周等[3]在人参内生
细菌研究中得出的结论一致。
芽孢杆菌属菌株是最普遍被报道的植物生长促
生根际细菌,芽孢杆菌属的一些种能够产生次生代谢
产物(如多肽类物质),对植物病原菌(细菌、真菌、
线虫等)具有较强的抑菌活性[6-7],可用于生物防治。
甲基营养型芽孢杆菌是 Madhaiyan 等[8]自水
稻根系土壤中分离得到的芽孢杆菌属新成员,有
促进植物生长的作用。近年研究表明,甲基营养
杆菌可以用来工业化生产各种辅酶(辅酶 Q10)、
维生素(VB12)和聚-β-羟基丙酮等[9],甲基营养
型芽孢杆菌还可以用于防腐剂[10],在食品保鲜中
广泛应用。向军等[9]从甲基营养型芽孢杆菌中分
离得到 3 个 bacillomycin Lc抗真菌脂肽类化合物。
有研究发现[11],甲基营养型芽孢杆菌发酵液对番
茄灰霉病菌、稻瘟病菌、辣椒疫霉病菌、苹果轮
纹病菌、小麦根腐病菌、棉花枯萎病菌等多种病
原真菌均有较强的抑菌活性。本研究筛选出的
B16 属于甲基营养型芽孢杆菌,对 7 种人参病原
菌均有较强抗性,可能是产生了脂肽类化合物,
因而抗性较好而且广谱,为该菌种及其代谢产物
在农业上的应用奠定一定的基础。
解淀粉芽孢杆菌是一种广泛存在与土壤和植物
中的芽孢杆菌,在其自身的生长过程中可以产生一系
列的代谢产物,这些代谢产物使得解淀粉芽孢杆菌能
够具有广泛地抑制真菌和细菌的活性[12],Wu 等[13]发
现解淀粉芽孢杆菌能够有效地降低英科作物种子和
叶片的病害。孙力军[14]从解淀粉芽孢杆菌中发现一系
列抗菌脂肽包括表面活性素(surfcatin)、伊枯草菌素
(iturin)和芬荠素(fengycin)等几大类具有抗细菌、
真菌、病毒和支原体的功能以及良好的表面活性作
用,同时他还发现对苹果青霉病有较好地抑制作用。
本研究筛选出的 B25 属于解淀粉芽孢杆菌,对除人参
菌核病菌和人参疫病菌外的5中供试病原菌都有抑菌
活性,对人参黑斑病菌的抑制效果最显著。这可能是
由于在生长过程中分泌的一些次生代谢产物具有广
泛的抑菌活性,其中某一种针对人参黑斑病菌的抑菌
脂肽大量产生,从而对人参黑斑病菌的抑制作用最显
著,但还需要进一步验证。
死谷芽孢杆菌于 1996 年第 1 次被报道,是枯草
芽孢杆菌的近亲[15],张慧等[16]从棉花根际分离了一株
能有效拮抗棉花黄萎病病原菌的菌株。林英等[17]从醋
糟中分离得到一株对立枯丝核菌具有明显拮抗作用
的死谷芽孢杆菌,且具有广谱的抑菌效果,对西瓜枯
萎病小麦赤霉病等病原菌都有明显的拮抗效果。还有
研究者指出,死谷芽孢杆菌胞外分泌物属于脂肽类,
能有效抑制木霉孢子萌发和菌丝生长[18]。本研究筛选
出的 B69 属于死谷芽孢杆菌,对除疫病菌外其他 6 种
供试病原菌都有明显拮抗作用,对人参灰霉病菌和立

B69
死谷芽孢杆菌(JF496376)
B25
解淀粉芽孢杆菌(CP006890)
甲基营养型芽孢杆菌(KC790320)
B16
F32
芽孢青霉(DQ132832)
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46 卷 第 14 期 2015 年 7 月

·2148·
枯病菌的拮抗效果最为显著,这可能是由于死谷芽孢
杆菌分泌的脂肽类物质抑制人参灰霉病菌和立枯病
菌孢子萌发和菌丝生长,但还需要进一步验证。
病菌受到抑制后有明显的抑菌区域,可能是由于
内生菌的生长速度快,占据营养空间,对病原真菌形
成营养上的竞争,使病原真菌因缺乏营养而萎缩[19];
也可能是在培养的过程中内生菌产生的水解酶类(细
胞壁水解酶、几丁质酶、蛋白酶等)降解了病原真菌
细胞壁,或产生了其他致病因子如毒素等,发挥作用
的结果[20]。本研究筛选出的 F32 属于齿孢青霉,对病
原真菌将初筛和复筛结果进行比较后发现,内生菌
F32 发酵液相对于菌体来说,对锈腐病菌、黑斑病菌、
疫病菌和立枯病菌的抑制作用消失,但其对原本具有
抑制作用的菌核病菌、疫病病菌和根腐病菌的抑菌活
性显著增强,这可能是因为 F32 菌体对前 4 种病菌的
抑制作用主要是对营养成分、空间等的竞争造成的,
而对后3种病菌的抑制作用主要是其次生代谢产物对
病原菌的毒性造成的,在对 F32 发酵后,无菌发酵液
中相关次生代谢产物的量增加了,进而对菌核病菌、
疫病病菌和根腐病菌的抑菌活性显著增强。
本研究表明人参内含有大量的内生菌,并有拮
抗病原菌活性高的菌株存在,因此人参内生菌可以
成为人参病害生防菌的新来源。对于筛选出的拮抗
菌,今后将进一步测定其在人参内的定植情况以及
对人参生长的影响、田间的防病效果,为人参病害
生防内生菌资源的开发提供科学依据。
参考文献
[1] 田义新. 药用植物栽培学 [M]. 第 3 版. 北京: 中国农
业出版社, 2011.
[2] 姜 云, 尹 望, 陈长卿, 等. 人参内生菌的分离及拮抗
菌株的筛选 [J]. 吉林农业大学学报, 2012, 34(5): 517-521.
[3] 刘学周, 李绍宾, 赵智灵, 等. 西洋参内生菌株的分离
及拮抗活性菌株的筛选和鉴定 [J]. 中草药 , 2014,
45(22): 3332-3336.
[4] 刘 伟, 宋 双, 沈小英, 等. 番茄灰霉病拮抗芽孢杆
菌 LW-6-1 的筛选鉴定及抑菌活性研究 [J]. 西北农林
科技大学学报: 自然科学版, 2013, 41(11): 73-79.
[5] 金 岩, 孙晶波, 高 洁. 五味子中内生拮抗活性细菌
的分离与筛选 [J]. 中草药, 2014, 45(7): 996-1001.
[6] 石晶盈, 陈维信, 刘爱媛, 等. 植物内生菌及其防治植
物病害的研究进展 [J]. 生态学报 , 2006, 26(7):
2395-2401.
[7] Lim H S, Kim Y S, Kim S D. Pseudomonas stutzeri
YPL-1 genetic transformation and antifungal mechanism
against Fusarium solani an agent of plant root rot [J].
Appl Environ Micro, 1991, 57(2): 510-516.
[8] Madhaiyan M, Poonguzhali S, Kwon S W, et al.
Bacillus methylotrophicus sp. nov, a methanol-utilizing,
plant-growth-promoting bacterium isolated from rice
rhizosphere soil [J]. Int J Syst Evol Microbiol, 2010, 60(10):
2490-2495.
[9] 向 军, 张金虎, 柴海云, 等. 甲基营养型芽孢杆菌产
氨肽酶的发酵优化 [J]. 中国酿造, 2012, 31(5): 45-50.
[10] 吴燕燕, 张 岩, 李来好, 等. 甲基营养型芽孢杆菌抗
菌肽对罗非鱼片保鲜效果的研究 [J]. 食品工业科技,
2013, 34(2): 315-318.
[11] 向 军. 产氨肽酶甲基营养型芽孢杆菌的鉴定、发酵优
化及酶学性质研究 [D]. 广州: 华南理工大学, 2012.
[12] 车 晓 曦 , 李 校 堃 . 解 淀 粉 芽 孢 杆 菌 (Bacillus
amyloliquefaciens) 的研究进展 [J]. 北京农业 , 2012
(5): 7-10.
[13] Wu W, Wu H C, Li Y L. Potential of Bacillus
amyloliquefaciens for control of Alternaria cosmosa and
A. patula of Cosmos sulfurous (Yellow Cosmos) and
Tagetes patula (French Marigold) [J]. J Phytopathol,
2007(12): 670-675.
[14] 孙力军. 植物内生菌 Bacillus amyloliquefaciens ES-2 的
分离筛选及其抗菌物质的研究 [D]. 南京: 南京农业
大学, 2006.
[15] Roberts M S, Nakamura L K, Cohan F M. Bacillus
vallismortissp. nov, a close relative of Bacillus subtilis,
isolated from soil in Death Valley, California [J]. Int J
Syst Bacteriol, 1996, 46: 470-475.
[16] 张 慧, 杨兴明, 冉 炜, 等. 土传棉花黄萎病拮抗菌的
筛选及其生物效应 [J]. 土壤学报, 2008, 45(6): 1095-1100.
[17] 林 英, 司春灿, 赵青松, 等. 一株死谷芽孢杆菌的分
离#鉴定及抗病促生效果初探 [J]. 北方园艺, 2014(13):
88-92.
[18] 郝 捷, 李 杨, 陈 飞, 等. 死谷芽孢杆菌对香菇栽
培料中木霉菌的抑制研究 [J]. 微生物学通报, 2013,
40(2): 228-235.
[19] Compant S, Duffy B, Nowak J, et al. Use of plant
growth-promoting bacteria for biocontrol of plant diseases:
principles, mechanisms of action, and future prospects [J].
Appl Environ Microbiol, 2005, 71(9): 4951-4959.
[20] Velazhahan R, Samiyappan R. Relationship between
antagonistic activities of Pseudomonas fluorescens isolates
against Rhizoctonia solani and their production of lyric
enzymes [J]. J Plant Dis Prot, 1999, 106(3): 244-250.