一株能促進辣椒生長的生防芽孢桿菌

張夢君，譚石勇，薛召東，談泰猛，孫向平，嚴準，曾糧斌

（1.中國農業科學院麻類研究所，長沙，410205；2.中南林業科技大學生命科學與技術學院；3.湖南泰谷生物科技股份有限公司；4.農業部植物營養與生物肥料重點實驗室）

辣椒（Capsicum annuumL.），又名番椒、秦椒、辣角等，茄科、辣椒屬，為一年或有限多年生草本植物。辣椒果實通常呈圓錐形或長圓形，未成熟時呈綠色，成熟后變成鮮紅色、綠色或紫色，以紅色最為常見[1]。辣椒用途很廣，不僅可鮮食、加工成食品、還可作為調料品和醫藥、化工、軍工等方面的原料。其獨特的辛辣芳香的誘人剌激和對人體的營養保健功能，吸引了世界上越來越多的人們，比如吃膩了酸甜味的西方人，為了尋求刺激越來越喜歡辣椒美食。辣椒在東南亞、南亞、朝鮮半島和拉丁美洲等許多國家均有種植，已經成為世界上僅次于豆類、番茄的第三大蔬菜作物[2]。辣椒疫病俗稱“死秧病”，是由辣椒疫霉引起的一種土傳病害，大水漫灌和高溫高濕條件下容易大面積流行，常造成辣椒減產，甚至絕收，已成為世界范圍內辣椒的毀滅性病害。化學防治不能從根本上解決辣椒疫病，當辣椒疫病大面積暴發時，農藥無法對其有效控制。因此，越來越多的研究人員將目光投向病原菌的拮抗菌，希望通過拮抗菌的生物防治控制辣椒疫病[3]。

芽孢桿菌（Bacillusspp.）是一類好氧兼厭氧、產生抗逆性內生孢子的桿狀細菌，可忍受各種不良的環境條件， 是一種常見的根際促生細菌（Plant Growth-promoting Rhizobacteria，簡稱PGPR）[4]。 芽孢桿菌的促生機制主要包括：一是提高植物根際養分的可利用性，如促進難溶性磷、鐵和微量元素的吸收[5]；二是產生植物激素類物質，如吲哚乙酸（IAA）、細胞分裂素（cytokinins）和赤霉素（GAs）等[6～8]；三是產生揮發性化合物（volatiles）[9]。此外，還可以通過抑制病原物和誘導抗性來間接地促進植物生長[10]。本試驗采用盆栽的方法，研究一株芽孢桿菌PBS-14 對辣椒生長和疫病發生的影響，為后續生物菌肥的開發應用提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

①供試菌及培養基 芽孢桿菌PBS-14 和辣椒疫酶病原真菌都為本實驗室前期分離并保存。芽孢桿菌培養采用牛肉膏蛋白胨液體培養基 （NB）：蛋白胨10 g、牛肉膏5 g、NaCl 5 g，去離子水定容至1 000 mL，pH 值7.2～7.4，1×105Pa 滅菌30 min。辣椒疫酶病原真菌培養采用PDA 液體培養基：去皮馬鈴薯200 g、 葡萄糖20 g、 水1 000 mL，pH 值7.2～7.4，1×105Pa 滅菌30 min。

②供試辣椒品種及育苗基質 選用湖南省農業科學院蔬菜研究所提供的甜椒品種茄門。種子用10%雙氧水表面消毒20 min，無菌水沖淋3 遍，置于直徑9 cm 的培養皿中，30℃下恒溫暗光催芽。選取芽長一致（0.5 cm）的種子播于9 孔缽中，基質為市售營養土，辣椒置于 （30±1）℃人工氣候箱下生長，光強12 000 lx，光周期L∶D=14∶10，RH=80%±10%。

1.2 試驗方法

①試驗設計 試驗設3 個處理， 分別為清水（CK1）、NB 培養基 （CK2）、 芽孢桿菌PBS-14 菌液（T）。芽孢桿菌PBS-14 在30℃，180 r/min 條件下培養48 h，用無菌水將菌液稀釋至1×105cfu/mL。辣椒疫酶病原菌在30℃，180 r/min 條件下培養7 d，用無菌水將菌液稀釋至1×108cfu/mL。9 孔缽中每孔播2 粒，保證每個處理18 株苗，待辣椒3～4 葉時根際施加辣椒疫酶病原菌菌液2.5 mL，然后3 個處理各自施加相應處理液2.5 mL。 每隔2 d 每孔施加5 mL 營養液，以保證基質較為濕潤，辣椒正常生長。觀察辣椒生長態勢，40 d 后測定辣椒株高、莖粗、節間距、上半部分鮮（干）質量及根系鮮（干）質量等生長指標，統計每組辣椒疫病發病株數。發病株率（%）=（發病株數/調查總株數）×100%；防治效果 （%）=[1-處理組發病株率/清水對照發病株率]×100%。

②測定方法 測量從辣椒植株基部至主莖頂部即主莖生長點之間的距離為株高、植株近根結的第一節莖的直徑為莖粗。植株每小節莖的長度為節間距，選取近根結的前2 節。將辣椒植株從近根結的第一個節點剪斷，分別稱取上半部分和根系部分質量，記為鮮質量，然后放于85℃烘箱中烘干至恒重，再次分別稱量，記為干質量。

③數據處理 數據統計和分析采用 Excel 2007 和SPSS 17.0 軟件完成。

圖1 不同處理下辣椒的生長態勢

2 結果與分析

2.1 不同處理對辣椒生長的影響

從圖1 可以看出，施加芽孢桿菌PBS-14 加辣椒疫酶病原菌菌液的辣椒生長態勢明顯好于兩對照組。對照組間，CK2辣椒生長態勢明顯優于CK1。

由表1 可以看出，在施加芽孢桿菌PBS-14 菌液的情況下，辣椒株高，莖粗，節間距，上半部分鮮、干質量及根系鮮、 干質量均不同程度高于CK1和CK2，CK2各項生長指標較CK1也明顯提高。株高方面，與CK1和CK2相比，T 處理分別提高25.3%和15.0%，CK2較CK1提高8.9%。莖粗方面，與CK1和CK2相比，T 處理分別提高20.4%和6.0%，CK2較CK1提高13.6%。第一節節距，與CK1和CK2相比，T處理分別提高18.1%和21.8%，CK2較CK1降了3.1%。第二節節距，與CK1和CK2相比，T 處理分別提高52.5%和10.3%，CK2較CK1提高38.3%。上半部分鮮質量，與CK1和CK2相比，T 處理分別提高43.4%和23.6%，CK2較CK1提高16.0%。上半部分干質量， 與CK1和CK2相比，T 處理分別提高58.3%和18.8%，CK2較CK1提高33.3%。根系鮮質量，與CK1和CK2相比，T 處理分別提高72.3%和3.8%，CK2較CK1提高66.0%。根系干質量，與CK1和CK2相比，T 處理分別提高83.3%和22.2%，CK2較CK1提高50%。

表1 3 個不同處理對辣椒生長的影響

表2 不同處理的辣椒疫病發生情況

2.2 不同處理對辣椒疫病的防治效果

由表2 可知，不同處理之間辣椒疫病發生情況差異較大，T 處理發病株數顯著低于CK1和CK2，而加有NB 培養基的CK2發病率也顯著低于清水的CK1，說明芽孢桿菌PBS-14 能有效控制辣椒疫病的發生，防治效果可達77.27%，同時，NB 培養基可以通過提高辣椒營養狀況來提高辣椒抗疫病能力。

3 討論與結論

通過盆栽試驗可知，芽孢桿菌PBS-14 能促進辣椒生長，同時對辣椒疫病有較好的防治效果。

Rodriguez 等[11]研究發現，Bacillus 屬的許多菌株都具有很強的磷溶解能力，并認為這是靠分泌有機酸來降解無機磷的；Idris 等[12]首次證明了B.amyloliquefaciens 菌群可以通過分泌生長素類似物（IAA）來促進植物的生長；張霞等[13]在試驗中發現，添加枯草芽孢桿菌B931 后，甘薯苗的發根數和根長均顯著增加；蔡學清等[14]對辣椒內生枯草芽孢桿菌BS-2 的研究證明，BS-2 對辣椒苗有明顯的促生作用，而且可誘導辣椒體內吲哚乙酸等促生長激素的生成，并可降低脫落酸等抑制植物生長激素的含量。此外，芽孢桿菌作為生防菌防治土傳病害的試用已十分廣泛。郭堅華等[15]采用芽孢桿菌B13 制成的泥炭制劑防治生姜青枯病在小區試驗中防效達100%，增產34.87%～48.15%。Silveria 等[16]發現凝結芽孢桿菌 （Bacillus coagulans）、 巨大芽孢桿菌（B.megaterium）和蠟狀芽孢桿菌（B.cereus）3 種芽孢桿菌對番茄青枯病具有防病作用，同時還可以提高種子的發芽率。本試驗中，實驗組即施加芽孢桿菌PBS-14 加辣椒疫酶病原菌菌液的辣椒株高、莖粗、節間距、上半部分鮮、干質量和根系鮮、干質量等生長指標均明顯高于對照組CK1和CK2。由此，可以得出芽孢桿菌PBS-14 對辣椒具有顯著的促生效果。

[1]劉林婭．辣椒種質資源遺傳多樣性的形態學及ISSR 標記分析[D]．海口：海南大學，2013.

[2]張西露，毛亦卉，向拉蛟．國內外辣椒產業研究開發的現狀分析[J].辣椒雜志，2008（1）：1-5.

[3]涂璇.辣椒疫霉生防菌篩選及生防菌劑應用研究[D]．楊凌：西北農林科技大學，2004.

[4]胡容平，鄧香潔，龔國淑，等.成都市郊區土壤芽孢桿菌的解磷、解鉀潛力[J].四川農業大學學報，2008，26（2）：167-169.

[5]吳海燕，金榮德，范作偉，等.解磷巨大芽孢桿菌（Bacillus megaterium）的溶磷機理探討[J].吉林農業大學學報，2014，36（2）：171-175.

[6]KaradenizA,TopcuogluSF,InanS.Auxin,gibberellins,cytokinin and abscisic acid production in some bacteria[J].World Journal ofMicrobiologyandBiotechnology,2006,22(10):1061-1064.

[7] Hamdache A, Lamarti A, Aleu J, et al. Non-peptide metabolites from the genus Bacillus [J].Journal of Natural Products,2011,74(4):893-899.

[8]Gamalero E,Glick B R.Mechanisms used by plant growth promoting bacteria[M]//Maheshwari D K.Bacteria in agrobiology:Plant nutrient management.Berlin:Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH&Co.K,2011.

[9]李哲．芽孢桿菌促生作用及具有促生作用的揮發物質研究[D]．南京：南京農業大學．

[10]葉晶晶，曹寧寧，吳建梅，等.生防芽孢桿菌的應用研究進展[J].西北農林科技大學學報：自然科學版，2014，42（8）：185-190.

[11]Rodriguez H,Fraga R.Phosphate solubilizing bacteria and their role in plant growth promotion[J].Bioteehnology Advanees,1999,17:319-339.

[12]Idris E E,Makarewicz O,Farouk A,et al.Extracellular phytase activity of Bacilus amyloliquefaciens FZB45 contributes to its plant-growth promoting effect[J].Microbiology,2002,148:2097-2109.

[13]張霞，唐文華，張力群．枯草芽孢桿菌B931 防治植物病害和促進植物生長的作用[J]．作物學報，2007，33（2）：236-241．

[14]蔡學清，何紅，胡方平．內生菌BS-2 對辣椒苗的促生作用及對內源激素的影響[J]．亞熱帶農業研究，2005，1（4）：49-52．

[15]郭堅華，孔平華，吳云波．植物細菌性青枯病的生物防治機制和途徑[J]．中國生物防治，1997，13（1）：42-46．

[16]Silveira E B D,Mariano R,Michereff S J,et al.Antagonism of Bacillus spp.against Psendomonas solancearum and effect on tomato seedling growth[J].Fitopat-biologia Brasileira,1995,20(4):600-612.