全 文 ：中国生态农业学报 2010年 1月 第 18卷 第 1期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Jan. 2010, 18(1): 98−101


* 山西省自然基金项目(2008011066)、山西省科技攻关项目(2007031039)和山西省回国留学人员科研资助项目(2009043)资助
王美琴(1973~), 女, 汉, 博士, 副教授, 主要从事植物病害防治研究。E-mail: sxndwmq1973@163.com
收稿日期: 2009-01-23 接受日期: 2009-04-12
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2010.00098
内生环状芽孢杆菌 Jcxy8对番茄灰霉病的
防病机制研究*
王美琴 1 贺运春 1 刘慧平 1 薛 丽 1 路 涛 2
(1. 山西农业大学农学院 太谷 030801; 2. 华中农业大学植物科技学院 武汉 430070)
摘 要 为明确从番茄植株体内筛选出的内生环状芽孢杆菌(Bacillus circulan)Jcxy8对番茄灰霉病菌的抑菌作
用及防病的生理生化机制, 采用平板打孔法测定了菌株 Jcxy8 对灰霉病菌(Botrytis cinerea)的拮抗力。结果表
明: 菌株 Jcxy8对灰霉病菌的抑菌圈直径为 35.6 mm, 抑菌圈边缘的产孢抑制率达到 66.9%。当菌株培养滤液
浓度为 40%时, 病菌孢子萌发完全被抑制。镜检发现抑菌圈周围的菌丝(或芽管)细胞消融, 生长扭曲, 中间或
顶端膨大成泡囊状。Jcxy8 菌株与灰霉病菌同时处理的番茄果体内可溶性蛋白含量比清水对照处理高 12.7%,
比单独接种灰霉病菌处理高 39.1%; SOD、POD、CAT 活性均较只经病菌处理低; 2O−& 产生速率比清水对照和
病菌处理低, 而比菌株 Jcxy8处理高。说明菌株 Jcxy8对番茄果实有明显的诱导抗病作用。
关键词 内生环状芽孢杆菌 番茄灰霉病菌 拮抗作用 生理指标 防病机制
中图分类号: S432.4 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2010)01-0098-04
Controlling mechanisms of tomato gray mould by endophytic
bacterium Jcxy8 (Bacillus circulan)
WANG Mei-Qin1, HE Yun-Chun1, LIU Hui-Ping1, XUE Li1, LU Tao2
(1. College of Agronomy, Shanxi Agricultural University, Taigu 030801, China; 2. College of Plant Science and Technology,
Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China)
Abstract To explore the inhibiting effect and physiological mechanism of endophytic bacteria (Bacillus circulans) Jcxy8 isolated
from tomato against Botrytis cinerea pathogen, a series of analysis were carried out including inhibitory ability analysis via of
punching-poles. Results show that Jcxy8 strain inhibits mycelial growth of B. cinerea at an average inhibitory circle diameter of 35.6
mm. Inhibition rate of spore production around inhibitory circles is 66.9%. B. cinerea spores do not germinate when Jcxy8 strain
culture filtrate concentration is above 40%. Microscopic observations indicate that mycelial cells around inhibitory circles fade away
and twist up with vesicle-like stems or tips. Physiological analysis with spectrophotometer on tomato fruits inoculated with both
Jcxy8 and B. cinerea shows increasing soluble protein content, which in is 12.7% higher than that in water, and 39.1% higher than
that in fruits inoculated with B. cinerea only and activities of superoxidase (POD), superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) are
just lower than inoculated with B. cinerea. It also suppresses the production rate of superoxide anionradicals ( 2O
−& ), implying that
Jcxy8 strain significantly induces the tomato fruits’ resistance on tomato gray mould.
Key words Endophytic Bacillus circula, Botrytis cinerea, Antibiotic activity, Physiological index, Disease control mechanism
(Received Jan. 23, 2009; accepted April 12, 2009)
近年来, 随着我国保护地蔬菜番茄种植面积的
扩大, 灰霉病在各地发生普遍且较严重, 该病主要
危害幼果, 给生产带来严重损失。目前化学农药仍
是防治该病害的主要措施, 但易造成残留污染、诱
发病原菌抗药性和伤害非靶标生物等不利影响。生
物农药以其无毒、无害、无污染, 不易产生抗药性,
保持生态平衡, 成为国内外学者研究的热点。植物
内生细菌以其占据有利的生态位, 不易受环境条件
第 1期 王美琴等: 内生环状芽孢杆菌 Jcxy8对番茄灰霉病的防病机制研究 99


的影响, 能够很好定殖于植株的相应部位, 抵抗病
原物入侵等独有的优势, 成为植物病害生物防治的
潜在资源菌[1−2]。现已从水稻、棉花、马铃薯、番茄
等多种作物体内分离筛选到具有生防功能的菌
株[3−5]。内生细菌防治植物病害的机制主要有拮抗作
用 (Antagonism)、竞争 (Competition)、溶菌作用
(Lysis)、重寄生作用 (Hy-perparasitism)和诱导抗性
(Induced resistance)等。内生细菌防治植物病害可能
以 1种机制为主, 同时也依赖于其他几种机制[6−8]。
作者从健康番茄植株中分离筛选出对番茄灰霉病菌
和叶霉病菌均具有拮抗作用的细菌菌株 20个, 其中
菌株 Jcxy8拮抗作用强、拮抗性稳定及抗菌谱广, 通
过常规方法鉴定为环状芽孢杆菌(Bacillus circulans),
并对其培养条件进行了研究[9−10]。为进一步了解该菌
株对番茄灰霉病的防病机制, 本试验对其抑菌机理
及在防治离体果过程中活性氧及其相关酶活性的变
化进行了初步研究, 旨在为该菌株进一步在生产上
开发应用奠定理论基础。
1 材料与方法
1.1 供试材料
供试病原菌为番茄灰霉病菌(Botrytis cinerea),
生防菌株 Jcxy8(Bacillus circulans)从番茄中分离保
存。培养基为马铃薯葡萄糖琼胶培养基(PDA)、肉汁
冻培养基(NA)和肉汁冻液体培养基(NB), 供试番茄
品种为成熟度一致的“毛粉 802”。
1.2 试验方法
1.2.1 拮抗菌株 Jcxy8对番茄灰霉病菌生长的影响
PDA平板上加 0.1 mL浓度为 1.68×105个·mL−1
的番茄灰霉病菌的分生孢子悬浮液, 涂布均匀。用
内径为 5 mm的打孔器在平板上打孔, 取 0.1 mL培
养 48 h的 Jcxy8菌株的培养滤液(经 12 000 r·min−1,
离心 15 min后, 其上清液用直径为 0.45 μm过滤膜
过滤)注入孔内。待平板上出现抑菌圈后, 在抑菌圈
边缘挑取菌丝进行镜检或直接在显微镜下观察平板
上抑菌圈边缘的菌丝生长状况, 并测定抑菌圈边缘
孢子数, 以 PDA平板培养的病原菌菌丝为对照。
1.2.2 拮抗菌株 Jcxy8对灰霉菌分生孢子萌发的影响
取 1 mL浓度为 105个·mL−1的灰霉病菌孢子悬
浮液, 分别加入 9 mL稀释至 1%、2.5%、5%、10%、
20%和 40%的 Jcxy8培养滤液, 以 NB培养液和清水
为对照, 共 8个处理, 每处理 3次重复。置于平底的
培养皿中于 23 ℃下培养, 48 h后用显微镜观察分生
孢子萌发情况, 孢子芽管长度超过孢子直径的 1/2
为萌发。每个处理在显微镜下观察 9 个视野, 记录
每个视野中孢子总数及萌发数, 计算孢子萌发率。
1.2.3 拮抗菌株 Jcxy8对果实生理生化的影响
选无病番茄果, 70%酒精表面消毒后, 单果分开
放入塑料盆进行如下处理: 处理Ⅰ喷浓度为 2.59×
108 个·mL−1 的 Jcxy8 菌株培养液(28 ℃ , 180
r·min−1振荡培养 48 h), 以果面布满液体为度; 处理
Ⅱ待处理Ⅰ果面晾干后喷雾接种番茄灰霉菌分生孢
子悬浮液(浓度为 1.57×105个·mL−1), 同样以果面
布满雾点为度; 处理Ⅲ和处理Ⅳ分别喷灰霉病菌和
清水为对照。共 4个处理, 每处理 12个果实, 23~25
℃下保湿培养。接种后 0 d、1 d、2 d、3 d、4 d、5 d
用消毒刀取各处理果肉, 冰冻保存备用。
可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶(SOD)及过氧
化氢酶(CAT)活性参照邹琦 [11]的方法测定 , 过氧化
物氧化酶(POD)活性按张志良 [12]的方法测定, 超氧
离子自由基( 2O−& )产生速率参照潘瑞炽等 [13]方法测
定。数据用 EXCEL处理作图。
2 结果与分析
2.1 Jcxy8对番茄灰霉病菌生长的影响
Jcxy8 菌株对番茄灰霉病菌菌丝生长有明显抑
制作用。培养 7 d后, 出现直径为 35.6 mm的抑菌圈,
靠近菌株生长边缘处病原菌菌丝不能向外扩展生
长。15 d后在抑菌圈周围灰霉病菌形成较多菌核(图
1a,b); 镜检发现其菌丝膨大, 生长扭曲, 细胞消解;
而正常的菌丝光滑, 透明, 均匀(图 2)。
2.2 Jcxy8对番茄灰霉病菌孢子形成和萌发的影响
从图 3可以看出, 正常生长的病菌, 直径 5 mm
的菌丝块产孢量为 1.24×105 个孢子, 而抑菌圈周
围菌丝块的产孢量为 4.10×104 个孢子, 抑制率为
66.9%。在 Jcxy8培养滤液浓度 1%~40%之间, 随浓
度增加, 孢子萌发率逐渐降低, 浓度为 40%时孢子
萌发完全抑制; 浓度为 1%~2.5%时孢子萌发率大于
80%, 浓度大于 5%时孢子萌发率直线下降低于
50%。


图 1 Jcxy8菌株培养过滤液对灰霉病菌的抑制作用
(左正面, 右背面)
Fig. 1 Inhibitive function of filtrate of strain Jcxy8 to B.
cinerea (left is the front, right is the back)

100 中国生态农业学报 2010 第 18卷



图 2 Jcxy8菌株对番茄灰霉病菌菌丝生长的抑制
Fig. 2 Antagonism of Jcxy8 to the mycelia of B. cinere

2.3 Jcxy8对番茄果体内可溶性蛋白含量和 SOD、
POD、CAT活性的影响
图 4a表明, 清水对照处理 1~5 d可溶性蛋白含
量逐渐下降; 单独接种病原菌处理可溶性蛋白含量
在 1 d达到峰值后开始下降, 5 d时达到最低值; 单独
接种 Jcxy8 菌液及其与病菌共接处理的可溶性蛋白
含量接种后呈下降趋势, 1 d后开始上升, 3 d时达到
峰值, 第 5 d时 Jcxy8与病菌共同处理比清水对照高
12.7%, 比单独接种灰霉病菌处理高 39.1%。
图 4b表明, 清水处理后 1 d内番茄果体内 SOD
活性呈上升趋势, 之后缓慢下降; 病菌处理的番茄
果体内 SOD活性在接种后 1 d急剧下降, 而后缓慢
上升; Jcxy8与病菌同时处理的 SOD变化趋势与只经
生防菌 Jcxy8处理的总体相似, 接种后迅速下降, 1 d
时达到最低值, 之后缓慢上升。
图 4c 表明, 病菌和 Jcxy8 处理的番茄果体内
POD 活性在接种后 1 d 内缓慢下降, 后呈现上升趋
势, 且病菌处理比 Jcxy8 处理上升更快; Jcxy8 与病
菌共接处理的 POD活性一直呈上升趋势, 2 d后较只
经病菌处理的慢。灰霉病菌处理 5 d后 POD活性比
清水对照高 30.9%, Jcxy8与病菌同时处理的 POD活


图 3 菌株 Jcxy8滤液对番茄灰霉病菌分生孢子
萌发率的影响
Fig. 3 Effect of filtrate of Jcxy8 on the germination of
spore of B. cinerea


图 4 菌株 Jcxy8对番茄果体内可溶性蛋白(a)及 SOD(b)、POD(c)、CAT(d)活性的影响
Fig. 4 Effects of strain Jcxy8 on soluble protein content (a) and activities of SOD (b), POD (c) and CAT (d) of tomato fruits
第 1期 王美琴等: 内生环状芽孢杆菌 Jcxy8对番茄灰霉病的防病机制研究 101


性比只经病菌处理低 34.9%。
图 4d表明: 清水处理的番茄果体内CAT活性呈
上升-下降-上升-下降的变化趋势; 病菌处理的 CAT
活性接种后 1 d内急剧下降, 后逐步上升, 第 3 d出
现高峰后下降; 生防菌处理的 CAT 活性变化趋势同
清水相似, 但变化幅度小于清水对照; 生防菌与病
菌同时处理的 CAT活性变化趋势与只经病菌处理的
相同, 变化幅度较小。第 5 d 病菌处理的 CAT 活性
最高, 其次是清水对照。生防菌和生防菌加菌液处
理的相对低, 分别比清水对照低 20.7%和 17.2%。
2.4 Jcxy8对番茄果体内 2O &−产生速率的影响
图 5表明, 清水处理的番茄果体内 2O−&产生速率
呈逐步上升趋势; 灰霉菌处理后 1 d内迅速上升, 1 d
比清水处理高 32.7%, 随后下降, 3 d 后呈缓慢上升
趋势 ; 生防菌与病菌对番茄果体内 2O−& 产生速率的
影响表现出相互抑制作用, 生防菌处理 2O−&产生速率
始终低于其他 3 个处理; 生防菌与病菌同时处理在
接种后 1 d也出现 1个高峰, 随后开始下降。


图 5 菌株 Jcxy8对番茄果体内 2O &−产生速率的影响
Fig. 5 Effects of Jcxy8 on 2O
−& production rate in tomato fruits
3 结论和讨论
试验结果表明: 内生环状芽孢杆菌 Jcxy8 培养
液对番茄灰霉病菌菌丝生长、孢子萌发具有很强的
抑制作用。Jcxy8与灰霉病菌共接或单独接种与对照
相比均可提高番茄果体内可溶性蛋白含量, 而单独
接种病菌可降低可溶性蛋白含量。Jcxy8和病菌共接,
番茄果体内 POD、SOD活性在处理第 1~5 d均表现
上升趋势, 且上升幅度大于清水对照, 但病菌单独
接种上升幅度更大, 而 CAT 的变化无一定规律, 但
单独接种病菌处理活性相对较高。Jcxy8处理后植株
体内 2O−&产生速率大大下降, 低于其他处理; Jcxy8和
病菌共同处理及病菌处理的 2O−&形成速率 1 d内呈迅
速上升趋势, 但病菌处理上升幅度最大。
2O
−&与植物的诱导抗病性密切相关[14−16]。关于内
生细菌防病过程中活性氧代谢与植物抗病性间的关
系, 国内外已有报道。吴蔼民等[8]用棉花内生菌防治
棉花黄萎病, 引起棉花茎叶组织中的同工酶条带及
其活性变化; 蔡学清等 [7]研究了内生菌对辣椒炭疽
病及椒果活性氧代谢的效应, 认为生防菌液处理后,
可能通过与病菌侵入初期相似途径预先激发 2O−& 等
活性氧物质的升高, 诱导植物的抗性基因表达, 同
时一定程度提高其活性氧代谢相关酶 POD、SOD、
CAT 活性等, 以维持组织细胞不致受到毒害。本研
究表明, 拮抗菌株可能预先激活一些抗病基因相关
的表达, 使寄主植物处于一种相对稳定的生理状态,
提高了寄主的抗病性, 使寄主植物细胞免受病菌的
损伤作用 , 表现出一定的防病效果。另外 , 菌株
Jcxy8 是否对植物具有促生作用, 在番茄植株内的
定殖能力如何, 除番茄外是否还可在其他作物植株
内定殖, 以及在田间的防病效果如何, 还有待于进
一步研究。
参考文献
[1] 杨海莲 , 孙晓璐 , 宋未 . 植物内生细菌的研究[J]. 微生物
学通报, 1998, 25(4): 224−227
[2] 刘云霞 . 植物内生细菌的研究与应用[J]. 植物保护 , 1994,
20(5): 30−32
[3] 罗明 , 芦云 , 张祥林 . 棉花内生细菌的分离及生防益菌的
筛选[J]. 新疆农业科学, 2004, 41(5): 277−282
[4] 袁军, 孙福在, 田宏先, 等. 防治马铃薯环腐病有益内生细
菌的分离和筛选[J]. 微生物学报, 2002 , 42(3): 270−274
[5] 黎起秦, 罗宽, 林纬, 等. 番茄青枯病内生拮抗细菌的筛选
[J]. 植物病理学报, 2003, 33(4): 364 −367
[6] 何红, 蔡学清, 关雄, 等. 内生菌 BS-2 菌株的抗菌蛋白及
其防病作用[J]. 植物病理学报, 2003, 33(4): 373−378
[7] 蔡学清, 何红, 叶贻源, 等. 内生菌 BS-1和 BS-2对辣椒炭
疽病及椒果活性氧代谢的效应 [J]. 福建农林大学学报 ,
2004, 33(1): 21−25
[8] 吴蔼民, 顾本康, 傅正擎, 等. 内生菌 73a 防治棉花黄萎病
机理[J]. 江苏农业学报, 2002, 18(1): 48−51
[9] 王美琴, 贺运春, 薛丽, 等. 番茄内生细菌的分离及拮抗菌
株的筛选[J]. 植物保护学报, 2007, 34(5): 559−560
[10] 王美琴, 陈俊美, 薛丽, 等. 番茄内生拮抗细菌的分离鉴定及
培养条件研究[J]. 中国生态农业学报, 2008, 16(2): 441−445
[11] 邹琦. 植物生理学实验指导[M]. 北京: 中国农业出版社, 2000
[12] 张志良. 植物生理学实验指导[M]. 北京: 高等教育出版社,
1990: 154−155
[13] 潘瑞炽, 董愚得. 植物生理学[M]. 第 3 版. 北京: 高等教
育出版社, 1995: 319−320
[14] Buonario R, Torreg D, Montalbini P. Soluble superoxide dis-
mutase (SOD) in susceptible and resistant host－parasite
complex of Paseolus vulgaris and Uromyces phaseoli[J].
Physiol Plant Pathol, 1987, 31: 173−184
[15] 宋凤鸣 , 郑重 , 葛秀春 . 活性氧及膜脂过氧化在植物-病原
物互作中的作用[J]. 植物生理学通报, 1996, 32(5): 377−385
[16] 王建明, 张作刚, 郭春绒, 等. 枯萎病菌对西瓜不同抗感品
种丙二醛含量及某些保护酶活性的影响[J]. 植物病理学报,
2001, 31(2): 152−156