內(nèi)生細菌生防作用及機理簡述

吳道軍+譚興晏+萬濤

摘要：歸納了我國近年來在內(nèi)生細菌分別與宿主植物的相互作用方面的研究，并對已有的內(nèi)生細菌抑制病原菌生長的機理進行了整理，以期為相關(guān)研究人員提供參考。

關(guān)鍵詞：內(nèi)生細菌；生物防治；作用機理

中圖分類號：S476.1

文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9944（2016）23-0005-02

1 引言

內(nèi)生細菌（endophyte）是指在其生活史的一定階段或是全部階段生活于健康植物的各組織和器官的細胞間隙或是細胞內(nèi)的細菌，可通組織學(xué)方法或從嚴(yán)格表面消毒的植物組織中分離，對宿主植物無明顯的傷害作用。目前對內(nèi)生細菌對病原菌的拮抗作用和對植物的促生作用，內(nèi)生細菌的鑒定，內(nèi)生細菌的抑菌廣譜性，拮抗物質(zhì)的穩(wěn)定性檢測及代謝產(chǎn)物的分離純化等報道較多。但是在拮抗機理方面始終沒有很深入的探討和研究，基本上還停留在表面現(xiàn)象的觀察階段[1～3]。現(xiàn)在已經(jīng)鑒定的內(nèi)生細菌已經(jīng)超過了50個屬了，主要有芽孢桿菌屬（Bacillus）、假單孢菌屬（Pseudomonas）、短小桿菌屬（Curtobacterium）等[4]。關(guān)于內(nèi)生細菌的生防作用及生防機理整理歸納如下。

2 內(nèi)生細菌對宿主的促生作用

菌株XG32分離自健康的番茄根內(nèi)，已鑒定為熒光假單孢桿菌Ⅳ型，以卡拉膠和草炭作為菌劑，在秦娟娟等[5]的試驗中，處理組的辣椒苗在株高、根長、鮮重和干重與對照都有顯著差異。張萍[6]報道了蘭科植物內(nèi)生細菌的促生機理，內(nèi)生細菌能合成生長調(diào)節(jié)素，如IAA、CTK、GA等，促進植物進行光合作用、生物固氮及促進礦質(zhì)營養(yǎng)循環(huán)；產(chǎn)生鐵載體是內(nèi)生細菌促進宿主生長發(fā)育的一個重要途徑。周佳宇等[7]報道了茅蒼術(shù)內(nèi)生細菌的促生機制與此相似。因此，菌株進入植株體內(nèi)后，引起了植物內(nèi)源激素的變化可能是菌株促生作用的主要機制之一。

3 內(nèi)生細菌的拮抗機理

3.1 內(nèi)生細菌在宿主植物中定殖動態(tài)

文才藝等[8]報道了內(nèi)生細菌EBS05能在小麥的根、莖內(nèi)有效定殖，并持續(xù)向葉內(nèi)轉(zhuǎn)移，且在根內(nèi)的定殖量始終大于同時期莖和葉內(nèi)的定殖量，定殖量與接菌量成正相關(guān)。石晶盈等[9]研究報道，內(nèi)生細菌MGP3可進入番木瓜葉片、葉柄和果皮中定殖，且定殖動態(tài)基本相同，都是先升高再下降的趨勢。何紅等[10]研究表明，辣椒內(nèi)生枯草芽孢桿菌BS21和BS22菌株通過浸種、灌根和涂葉處理，不僅可在辣椒體內(nèi)定殖，而且可在番茄、茄子、黃瓜等多種非自然宿主植物體內(nèi)定殖。

3.2 對病原菌的拮抗機理

（1）作用于菌絲。劉曉妹等[11]研究中顯示芽孢桿菌B1、B2對豌豆尖孢鐮刀菌有很強的抑制效果，處理后的菌絲體膨大、畸形、原生質(zhì)凝聚、菌絲生長點產(chǎn)生大量泡囊、后期出現(xiàn)菌絲體斷裂、泡囊破裂、原生質(zhì)外泄；余莎等[12]報道了紅樹內(nèi)生細菌AiL3菌株產(chǎn)生的抑菌物質(zhì)主要是抑菌蛋白，處理芒果炭疽病后，導(dǎo)致菌絲出現(xiàn)了腫脹、膨大、畸形。

（2）作用于病原菌的細胞壁。高偉[13]報道了海洋芽孢桿菌B-9987菌株對鏈格孢菌的抑制機理，處理后的鏈格孢菌細胞壁的成分發(fā)生了改變，經(jīng)細胞壁葡聚糖成分的紅外圖譜顯示，葡聚糖的糖苷鍵及碳-氧鍵被破壞，相應(yīng)形成-OH、C=O，對應(yīng)紅外光譜這兩個鍵的特征吸收峰增加表明葡聚糖單分子間的糖苷鍵斷裂及環(huán)式葡萄糖分子形成鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，葡聚糖成分形成不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致了細胞壁的膨大破裂。

（3）作用于細胞膜。余莎等[14]報道中的芒果炭疽病菌菌絲經(jīng)抑菌蛋白處理后，電導(dǎo)率隨抗菌蛋白濃度的增大、時間的延長而逐漸升高，說明抗菌蛋白處理后可引起芒果炭疽病菌菌絲細胞膜破損，導(dǎo)致內(nèi)含物的外滲；高偉等[15]研究表明了病原真菌的細胞外液在260 nm和280 nm處的紫外吸光度變化，有效的反應(yīng)了在0～6 h內(nèi)核酸和蛋白質(zhì)含量的變化，表明了經(jīng)內(nèi)生細菌處理后的細胞膜通透性發(fā)生了變化。

（4）次生代謝產(chǎn)物中的抗菌物質(zhì)的作用。楊琦瑤[16]研究中報道了枯草芽孢桿菌B006的發(fā)酵液粗提物對黃瓜枯萎病菌和辣椒疫霉菌的菌絲有抑制作用，對兩種病原孢子的萌發(fā)都有抑制，但是對黃瓜枯萎病菌孢子萌發(fā)抑制不明顯。此結(jié)果在袁玉娟[17]研究中也得到了論證，菌株SQR9發(fā)酵液經(jīng)過酸沉淀和甲醇浸提得到脂肽化合物的粗提物，利用HPLC從中分離出5種脂肽類物質(zhì)，平板對峙培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)均有抑菌活性，能抑制黃瓜枯萎病菌。

4 結(jié)語

內(nèi)生細菌對宿主植物的促生作用比較復(fù)雜，既能合成生長素等調(diào)節(jié)植物的生長，又能提高植物本身的酶活性，提高植物的抗逆性[18]。內(nèi)生細菌對病原真菌的抑菌機理，國內(nèi)近幾年來的研究一直沒有深入，相比在農(nóng)藥和抗生素等的作用機理方面，內(nèi)生細菌的拮抗機理研究比較欠缺。

農(nóng)藥及農(nóng)抗對病原菌的抑制機理從細胞壁成分改變、細胞膜透性變化、蛋白質(zhì)和DNA等大分子物質(zhì)的合成、代謝途徑的影響等[19]方面研究很成熟，因此對內(nèi)生細菌的拮抗機制還需要繼續(xù)深入的研究，不僅需要研究內(nèi)生細菌與宿主植物的關(guān)系，還需要研究內(nèi)生細菌與病原真菌間的相互作用，才能更全面地了解拮抗機制，為以后生防菌株投入生產(chǎn)實踐做好鋪墊。

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