枯草芽孢杆菌生防机理分析

上期我们介绍了枯草芽孢杆菌的生长特性以及它之所以能够成为生防菌的一些优势，但作为生防菌来说，其最主要的功能是防治病虫害。在过去的几十年中，国内外学者在枯草芽孢杆菌防治植物病害方面进行了大量研究，对枯草防治植物病害的作用机理进行了详细的解析。

植物病害的严重程度通常被认为是“病害三角”相互作用的结果:宿主植物、病原体和环境条件。枯草芽孢杆菌用于植物病害防治时，核心是降低病原体致病力和提高宿主植物的抗病性。降低病原体致病力主要通过①营养和空间位点的竞争，②产生抑菌物质和溶菌物质；提高宿主植物抗病性主要通过③促进植物生长(PGP)，④诱导植物免疫抗性。

一、营养和空间的位点竞争

营养和空间位点的竞争营养和空间位点的竞争是指存在于同一微小生物环境中的两个或两个以上微生物之间争夺这一环境内的空间和营养。

营养物质的争夺：枯草芽孢杆菌可以对同位点进行氧气和有机质、微量元素等营养争夺，如通过产生嗜铁素大量结合根际或跟周围土壤中的Fe3+，使病原菌因缺铁元素而不能繁殖，从而使寄主免遭病菌侵染。

物理位点、生物学位点的抢夺：枯草可以抢先到达自身可以定殖的部位，如土壤、根系、叶片等位置，从而优先占据有利的生物学和物理学位点，造成对病原菌的物理阻隔或者生态位排斥，隔或者生态位排斥，使得病原菌无法靠近侵染位点进而侵染寄主发生病害的防御屏障。

微生物对空间位点的竞争

二、产生抑菌物质（拮抗作用）

拮抗作用是微生物通过产生代谢产物对病原微生物的生长和代谢产生抑制作用,从而来影响病原微生物的生存和活动。

枯草芽孢杆菌所产生的抗菌代谢产物种类多，包括丰原素（Fengycin）、表面活性素（Surfactin）、伊枯草菌素(Iturin)、细胞壁降解酶等，抑菌谱广，它们在低浓度下就能对其他微生物的生长和代谢产生抑制效应。

 

（枯芽春^®抑制白粉菌孢子的萌发和菌丝的生长） 

  （生防菌产生拮抗物质抑制病原菌孢子萌发）

三、促生长

土壤中能促进植物生长的根际自生细菌被称为植物促生根圈细菌,简称为PGPR。

其中以枯草芽孢杆菌的抗逆性最强、功能最多、适应性最广、效果最稳定。枯草芽孢杆菌可产生植物激素(生长素、细胞分裂素、赤霉素)和酶(如1-氨基环丙烷-1-羧酸脱氨酶)来调节植物的生长和发育，并促进营养物质的吸收(如磷酸盐、钾和锌的溶解)和固氮。许多枯草芽孢杆菌还可以促进植物种子、幼苗和根系的生长发育，增强了植物的抗病性，从而间接地减少病害发生。

枯芽春^®促进马铃薯生长

四、诱导抗性（ISR）

诱导植物产生抗性作用是指诱发植物自身抗病机制从而增强植物的抗病性能的作用。

枯草可产生与植物抗性蛋白合成基因表达相关的信号蛋白诱导植物抗性，也可以通过分泌相关蛋白如丝氨酸专性肽链内切酶直接诱导植物抗性。激活植物一系列物理屏障（植物细胞壁木质素沉积、木质化、木栓化、乳突的形成及胼胝体、胶滞体、侵填体等的形成，从而阻止或延迟病原菌的侵入和扩展，从细胞结构上形成屏障，增强植物对病害的抗性）、生化机制（防御相关酶活性改变，细胞过敏性坏死，活性氧爆发，病程相关蛋白的产生及植物保卫素的积累）、分子机制（病害防御基因上调）的反应进行病害防御。

结语

作为生防菌来说，枯草芽孢杆菌与化学药剂的不同在于其不是以杀灭病原菌为目标，而是通过控制病原菌数量、提高植物免疫抗病性多种方式协同作用，在防治病害、促进植物生长的同时，更有利于维护生物多样性。此外，枯草芽孢杆菌微生物杀菌剂具有不易产生抗药性、对环境友好、无农残等优点，因而更符合现代社会对农业生产及有害生物综合治理（IPM）防治的要求和农业的可持续发展战略目标。

在进一步深入明确其防病机理的基础上进一步探索不同枯草芽孢杆菌菌株的特异性和菌剂工艺，将为农业生产可持续发展建立良好基础。