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Progress on the control of medicinal plants soil-borne disease by anti-microorganism

利用拮抗微生物防治中药材土传病害研究进展



全 文 :#综述#
利用拮抗微生物防治中药材土传病害研究进展
赵阿娜 o丁万隆 3
k中国医学科学院 中国协和医科大学 药用植物研究所 o北京 tsss|wl
≈摘要  利用拮抗微生物防治中药材土传病害在拮抗菌株的筛选 !作用机制及田间防效等方面取得了很多成
绩 ∀尽管拮抗微生物防治病害单一 !防效不稳定 o但有利于保持生态平衡 o符合中药材规范化种植的要求 o具有广
阔的发展前景 ∀
≈关键词  拮抗微生物 ~中药材 ~土传病害 ~研究进展
≈中图分类号  ≥ xyz ≈文献标识码  „ ≈文章编号  tsst2xvsukussxlsz2sw{x2sv
≈收稿日期  ussw2sz2ux
≈基金项目  国家科技部攻关计划项目kusst…„zst„x{l
≈通讯作者  3丁万隆 oר¯ }kstslyu{||zwx
利用拮抗微生物防治植物土传病害的研究在
us世纪 us年代就已开始 ∀自从 t|ut年 ≤ ‹¤µ·¯¨¼报
道可以用 ts余种常见土壤腐生真菌和细菌来防治
腐霉根腐病之后 o许多病毒 !放线菌 !噬菌体等也被
作为土传病害的生防因子加以应用 ∀中药材的规模
化种植起步晚 o利用拮抗微生物防治中药材土传病
害的研究也相应较晚 o但经过科研工作者多年的努
力 o在此方面已经取得一些进展 ∀作者将近年来利
用拮抗微生物防治中药材土传病害的研究状况综述
如下 ∀
1 拮抗微生物防治中药材土传病害的研究现状
111 利用拮抗真菌防治中药材根部病害 应用于
生物防治的真菌主要是木霉菌属 Τριχηοδερµα ¶³³1
真菌 o常见的有哈茨木霉 Τ1 ηαρζιανυµ !绿色木霉
Τ1 ϖιριδε !钩状木霉 Τ1 ηαµατυµ !长枝木霉 Τ1 λονγι2
βραχηιατυµ !康宁木霉 Τ1 κονινγιι等 ∀它们广泛存在
于土壤及植物表面 o容易分离和培养 o可以在许多基
质上快速生长 o对多种植物病原菌有抑制作用 ∀这
些病原菌包括 }立枯丝核菌 Ρηιζοχτονια σολανι !齐整
小核菌 Σχλεροτιυµ ρολφσιι !腐霉菌 Πψτηιυµ ¶³³1 !疫霉
菌 Πηψτοπητηορα ¶³³1 !灰霉菌 Βοτρψτισ ¶³³1 !镰刀菌
Φυσαριυµ ¶³³1等 ∀
目前 o利用拮抗微生物防治中药材土传病害的
研究集中在拮抗菌株的筛选 !室内生物测定和田间
防效试验等方面 ∀任守让≈t 等从人参根围 !栽参地
和林地中 | sss余株微生物菌株中筛选到 u株绿色
木霉菌 o温室盆栽试验结果表明 o绿色木霉对人参锈
腐病菌的生长有强烈的抑制作用 o并有一定的防病
效果 ∀曾华兰≈u 用稀释平板法从 xt份来自不同地
区 !不同生态环境的丹参 !川红花等 ts种主要川产
道地中药材的根际土样中分离到 yu个木霉菌株 o并
初步研究了 ×uv o×xy在田间对中药材的防病作用 o
研究结果表明用木霉 ×uv o×xy处理川红花 !丹参 o不
仅能显著提高川红花及丹参的出苗率 !促进幼苗生
长 o而且对川红花枯萎病和丹参根腐病的防效均达
xs h以上 ∀丁万隆≈v 等从东北人参产区的土壤中筛
选出对立枯丝核菌具有强抑制作用的木霉优良菌
株 o并做了该菌株对西洋参锈腐病菌 Χψλινδροχαρπον
δεστρυχτανσ!根腐病菌 Φυσαριυµ ¶³³1 !疫病菌 Πηψτοπη2
τηορα χαχτορυµ 和黑斑病菌 Αλτερναρια παναξ 的室内拮
抗试验 o结果表明该菌株对西洋参主要病原菌均有
不同程度的抑制作用 o田间用 ts ª#°pu木霉制剂处
理土壤表层 o对西洋参立枯病的防治效果可达 ys h
以上 ∀邢云章≈w 的研究指出绿色木霉可有效控制人
参根腐病的发生 ∀ Ž¬°≈x 等报道 Τριχηοδερµα Τρι2x菌
株处理带根腐病菌的土壤 o可大大减轻人参根腐病
的发生 ∀
112 利用拮抗细菌防治中药材土传病害 细菌具
有众多的优点使其成为科研人员的研究开发对象 ∀
这些优点包括 }≠ 细菌种类和数量众多 o分布广泛 o
繁殖速度快 ~对病原菌的作用方式多种多样 o且可
诱导植物产生抗性 ~≈ 一些细菌既能防治植物病害
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第 vs卷第 z期
ussx年 w月
中 国 中 药 杂 志
Χηινα ϑουρναλ οφ Χηινεσε Ματερια Μεδιχα
∂²¯1vs oŒ¶¶∏¨ z
„³µ¬¯oussx
又具有增产作用 ~…易于人工培养和控制 ∀对拮抗
细菌防治中药材土传病害的研究多见于人参 !西洋
参 ∀吴连举≈y 通过土壤 ) 人参锈腐病菌平板对峙实
验 o筛选出抑菌效果好的 w个细菌菌株 o即芽孢杆菌
( Βαχιλλυσ ¶³³1 l …¦sst o…¦ss| o…¦stt o…¦suu o其中
…¦ss| o…¦stt对由毁灭柱孢菌 Χψλινδροχαρπον δεστρυχ2
τανσ引起的人参锈腐病的田间防治效果分别达到
zv h和 y{ h ∀
113 利用放线菌防治中药材土传病害 目前 o从微
生物中发现的大约 { sss 种生物活性物质中 o近
zs h是由放线菌产生的 ∀用放线菌防治中药材土传
病害的研究较拮抗真菌和细菌要早 ∀t|z{年 o≤«∏±ª
等人就从人参根围土壤中分离到 x株链霉菌 Στρεπ2
τοµψχεσo实 验 证 明 这 些 菌 株 对 人 参 锈 腐 菌
Χ1 δεστρυχτανσ和根腐菌 Φ1σολανι 有明显的抑制作
用 ∀黄雅丽≈z 等人证明有些放线菌菌株不仅具有拮
抗功能 o而且能刺激人参根部的生长 ∀杨阳≈{ 将分
离获得的链霉菌 Στρεπτοµψχεσϖιργινιαε sz oΣ1φιµβρατυσ
s{ os|在 vs ε oussµ#°¬±pt的条件下振荡培养 o测定
不同发酵时间的链霉菌对疫霉菌 Πηψτοπητηορα ¶³³1
的抑菌圈 ∀结果表明 }s{与 s|抑菌圈大小近似 o而
产生拮抗物质的溶菌强度不同 os{对真菌处于旺盛
生长状态的菌丝破坏作用更强 o而 s|对部分老熟菌
丝破坏作用差 ∀
114 利用多种微生物混合制剂防治土传病害 单
纯用某一种微生物防治土传病害的效果往往较差 o
于是很多人转向混合制剂的研究开发 o如日本已用
多种微生物配制出一种生物药剂 ∞ ∀李刚≈| 等做
了该药剂对西洋参锈腐病的室内抑菌试验 o同时与
百菌清 !代森锰锌等杀菌剂做对比 ∀结果表明 }
s1y h ∞ 效果最佳 o抑菌率达 |v1x h o而百菌清 !甲
基托布津 !多抗霉素和代森锰锌抑菌率分别为
yx1s h oxy1x h ozs1s h 和 w{1x h ∀ ∞ 的室内抑菌
率很高 o但其田间防治效果还有待进一步验证 ∀
2 微生物的防病机制
211 拮抗真菌 在真菌防治中药材土传病害方面 o
以木霉菌的作用机制研究最为深入 ∀目前一般认为
有 v种 }≠ 竞争作用k¦²°³¨·¬·¬²±l o包括生存空间和
营养资源的竞争 ∀由于木霉的生长速度一般快于土
传病原真菌≈ts  o所以可以抢先占领病原菌的侵入位
点 o阻断病原菌的营养来源 o使植物不被病原菌侵
染 ∀ 抗生作用k¤±·¬¥¬²¶¬¶l o木霉在生命活动过程中
可产生多种抗生素和酶 o已经报道的抗生素有 ×µ¬2
¦«²§¨µ°¬±oŠ¯¬²·²¬¬±o∂¬µ¬§¬±等 ∀木霉产生的抗生素
与其寄生性无明显相关关系 o但它分泌产生的一系
列细胞壁降解酶 o如几丁质酶 !纤维素酶 !葡聚糖酶
等 o有利于它们顺利侵袭各种病原菌 ∀这些降解酶
中以几丁质酶最为重要 o它通过分解几丁质来抑制
真菌菌丝生长 o使顶端细胞壁变薄 o继而形成球状突
起 o最后细胞壁降解 !原生质膜破裂 ~几丁质酶还通
过降解菌丝生长顶端新合成的几丁质 o破坏菌丝顶
端生长 o阻止真菌孢子萌发 !芽管伸长和菌丝生长 ∀
徐同≈tt 测定了哈茨木霉的几丁质酶粗提液或纯化
的几丁质酶对植物病原菌的拮抗活性 o对立枯丝核
菌的抑菌圈直径可达 v{ °°∀ ≈重寄生作用k«¼³¨µ2
³¤µ¤¶¬·¬¶°l o‘¬¦²¯¨ …¨ ±«¤°²∏≈tu 等人用扫描电子显微
镜和透射电镜证明哈茨木霉对立枯丝核菌有寄生作
用 ∀ ‹ ±¨¬¶观察到木霉能穿透并侵染齐整小核菌菌
核表层和中层细胞 o并溶解内层菌核组织 o形成厚垣
孢子和分生孢子 ∀
212 拮抗细菌和放线菌 拮抗细菌防御病原物主
要是通过拮抗作用 !竞争作用 !寄生作用和诱导系统
抗性实现的 ∀拮抗细菌产生的各种次生代谢产物 o
一般在低浓度下就能对病原菌的生长和代谢产生抑
制 o引起细胞内溶现象≈tv  ∀细菌与病原菌抢占营养
物质 !物理位点 !生态位点 o导致病原菌无法生存 ∀
拮抗细菌也能像拮抗真菌一样通过吸附生长 !侵入 !
消解等多种形式抑制病原菌 ∀拮抗细菌的诱导系统
抗性就是采用非亲和性的病原物或其他因素诱导植
物产生抗性 ∀
尽管有利用放线菌防治中药材土传病害的研
究 o但还未见其作用机制的报道 ∀在利用放线菌防
治其他植物病原物时发现 o放线菌产生的一些活性
物质可以破坏病原菌的细胞壁 !细胞膜 !蛋白质合成
系统及能量代谢途径 o从而抑制或杀灭植物病害微
生物 o有的还能提高植物的抗病力 ∀放线菌是否对
中药材土传病原菌也存在着这样的作用机制还需实
验加以论证 ∀
3 拮抗微生物防治中药材土传病害存在的问题
目前 o大多数中药材土传病害的病原及其病害
循环 !发病条件仍然不十分清楚 o再加上中药材的特
殊性 o故在利用拮抗微生物进行防治时往往不能对
症下药 o收效甚微 ∀而且利用拮抗微生物防治中药
材土传病害 o普遍存在防治病害单一 !综合防病效果
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第 vs卷第 z期
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中 国 中 药 杂 志
Χηινα ϑουρναλ οφ Χηινεσε Ματερια Μεδιχα
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差 !需菌量大 !环境依赖性强和防效不稳定等问题 o
且目前开发的产品保藏期短 !菌种易退化 ∀所以今
后应着力从以下几方面入手 }≠ 摸清中药材主要土
传病害的病原 o发病条件和病害循环规律 o为拮抗微
生物制剂的使用提供理论支持 ~ 综合运用不同拮
抗微生物的抗病机制 o从单一菌剂的使用向多菌混
合使用的方向发展 o延长有效期 o提高防治病害的广
谱性 ~≈对影响拮抗微生物在土壤中种群动态的因
子进行更多的研究 o使耕作环境和操作措施更有利
于拮抗微生物发挥作用 ~…显著延长活菌制剂的保
藏时间 ~ 拮抗微生物是否会对中药材生长造成影
响 o尤其是对中药材有效成分影响的研究目前尚未
见报道 o在以后的科研工作及生产实践中 o对此应该
加以考虑和研究 ∀
4 拮抗微生物防治中药材土传病害的前景
土传病害一直是中药材生产中的难点问题 o它
危害的中药材种类广 o如由镰刀菌引起的根腐病可
在人参 !三七 !川贝母 !太子参 !白术 !乌头 !何首乌 !
牛膝 !南沙参 !桔梗 !党参 !射干 !柴胡 !黄芪 !红花 !栝
楼 !广藿香等上发生 ~立枯病可在贝母 !白芷 !百合 !
辛夷 !益智 !杜仲等上发生 ~齐整小核菌造成玄参 !白
术 !乌头 !黄连 !金银花等中药材的根部病害 o等等 ∀
土传病原菌通常侵染中药材的根部 o造成减产
或药材品质降低 o给药材生产造成重大损失 ∀然而
在病害的实际防治上 o人们往往忽视中药材的特性 o
照搬农作物病害的防治方法 o结果不仅收效甚微 o且
农药残留造成的损失更是不可估价 ∀科研人员纷纷
把精力投向生物防治手段 o因为拮抗微生物不仅能
够防治中药材土传病害 o而且能够保护土壤中有益
微生物的数量 o保持生态平衡 ∀同化学防治相比 o应
用拮抗微生物可减少农药对环境的污染及其在药材
中的残留 o符合中药材规范化种植的要求 o具有广阔
的应用前景 ∀
≈参考文献 
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