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棉花黃萎病生物防治研究進(jìn)展

2019-06-11 05:31:42徐婭謝成建楊星勇
安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 2019年2期
關(guān)鍵詞:黃萎病生物防治棉花

徐婭 謝成建 楊星勇

摘要棉花黃萎病是由對(duì)寄主有強(qiáng)致病力和優(yōu)勢(shì)適應(yīng)性的大麗輪枝菌(Verticillium dahliae)引起的土傳性真菌病害,嚴(yán)重影響我國(guó)棉花生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展。生物防治在防治土傳病害方面,具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),不僅能夠減輕病害發(fā)生,而且對(duì)環(huán)境安全、無(wú)污染。該研究將從植物提取物、抗生素、細(xì)胞壁降解酶、拮抗微生物(真菌、細(xì)菌、放線(xiàn)菌)等幾個(gè)方面論述黃萎病生物防治方面的研究進(jìn)展;同時(shí),還指出棉花黃萎病生物防治存在的問(wèn)題,并對(duì)今后的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行展望,以期為棉花黃萎病的防治提供參考。

關(guān)鍵詞棉花;黃萎病;生物防治

中圖分類(lèi)號(hào)S476文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611(2019)02-0018-05

doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2019.02.006

棉花是紡織工業(yè)中重要的天然纖維作物,是許多發(fā)展中國(guó)家的經(jīng)濟(jì)支柱。棉花黃萎病是由黃萎病菌大麗輪枝菌(Verticillium dahliae)引起的世界范圍內(nèi)的土傳性病害,1914年首次在美國(guó)弗吉尼亞州被報(bào)道,隨后蔓延到包括中國(guó)在內(nèi)的數(shù)十個(gè)國(guó)家和地區(qū)[1-3],對(duì)棉花產(chǎn)量造成巨大損失,棉花黃萎病成為棉花高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的主要障礙[4-5]。

棉花黃萎病的主要防治方法是培育抗病品種,但由于缺乏有效的抗病源,目前尚無(wú)成功栽培的高抗病品種。化學(xué)防治沒(méi)有有效的殺菌劑,容易造成環(huán)境污染;在生物防治方面已經(jīng)有很多微生物被證實(shí)具有生防效果,有的已逐步走向應(yīng)用[6]。許多生防微生物可產(chǎn)生多種抗生素、胞外酶等活性物質(zhì),加之孢子抗逆性強(qiáng),在土傳病害防治方面具有較好的應(yīng)用前景,目前主要集中研究生防微生物對(duì)黃萎病菌的生防機(jī)理、防病促生效果,以及生物防治微生物與黃萎病菌和棉花植物之間的相互作用機(jī)制,為控制棉花黃萎病提供高效、多功能的生防微生物,為生物菌活菌制劑的實(shí)際應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1植物提取物

植物提取是根據(jù)提取的最終產(chǎn)品的需要使用植物作為原料的物理化學(xué)提取和分離過(guò)程。植物提取物是指在植物中定向獲取和濃縮1種或多種活性成分而不改變其活性成分結(jié)構(gòu)而形成的產(chǎn)物,目前枸杞(Lycii Fructus)、茯苓(Poria)、五味子(Schisandra chinensis)的抗氧化作用均已得到試驗(yàn)證明[7],植物提取物清除自由基的機(jī)理和環(huán)保型殺蟲(chóng)劑的發(fā)展為尋找新型抗真菌物質(zhì)提供了借鑒。為了驗(yàn)證各種植物提取物是否具有抗大麗輪枝菌的作用,一些研究者進(jìn)行嘗試,并有多種植物源活性成分的農(nóng)藥取得登記并成功應(yīng)用。Khaskheli等[8]通過(guò)體外試驗(yàn)篩選了26種抗菌藥用植物,均能降低大麗輪枝菌的菌落生長(zhǎng)速率,具有殺菌潛力,其中,梅花(Prunus mume)和漆樹(shù)(Rhus verniciflua)提取物的抗菌效果最強(qiáng),其次是黃連(Coptis chinensis)、黃柏(Cortex phellodendri)和姜黃(Curcuma longa)。最近姜嵐等[9]對(duì)56種中藥提取物的抑菌活性及防治效果進(jìn)行篩選和鑒定,其中有26種在質(zhì)量濃度為10 g/L時(shí)對(duì)大麗輪枝菌的菌絲生長(zhǎng)抑制率達(dá)50%以上,五味子提取物可有效抑制大麗輪枝菌引起的棉花維管束褐化癥狀,提高黃萎病的防治效果,并緩解發(fā)病程度。國(guó)內(nèi)學(xué)者Wang等[10]研究天麻(gastrodia elata),發(fā)現(xiàn)它含有4種抗真菌蛋白GAFP,GAFP對(duì)包括黃萎病在內(nèi)的各種真菌具有良好的抗性。其中GAFP4具有較強(qiáng)的抗菌活性,進(jìn)一步將GAFP4基因轉(zhuǎn)到陸地棉品種中,發(fā)現(xiàn)GAFP4對(duì)不同生理類(lèi)型的黃萎病菌株具有非常明顯的抗性,預(yù)示其在植物抗真菌病基因工程中具有廣闊的應(yīng)用前景。

2抗生素

抗生素(antibiotics)是由微生物(包括細(xì)菌、真菌、放線(xiàn)菌屬)或高等動(dòng)植物在生活過(guò)程中產(chǎn)生的一類(lèi)次級(jí)代謝產(chǎn)物,對(duì)病原體具有抗性,能干擾其他生活細(xì)胞發(fā)育功能的化學(xué)物質(zhì)。拮抗微生物抑制大麗輪枝菌,主要是通過(guò)向胞外分泌能降解細(xì)胞壁、抑制生物合成與能量代謝系統(tǒng)的高活性抑菌物質(zhì),包括小分子抗生素、大分子拮抗蛋白多肽和細(xì)菌素等[11-13]。目前,脂肽類(lèi)抗生素、表面活性素(Surfactin)、伊枯草菌素(Iturins)和豐原素(Fengycin)報(bào)道較多[14-16]。表面活性素分為 3 種類(lèi)型:Surfactin A、B和C,它具有親水性頭部和親脂性尾部的特定結(jié)構(gòu),具有阻礙中間纖維的合成、嵌入磷脂雙層以增加質(zhì)膜的滲透性和阻礙腺苷-3',5'-環(huán)化一磷酸(Cyclic Adenosine monophosphate,cAMP)合成等功能。一些芽孢桿菌(Bacillus)通過(guò)產(chǎn)生表面活性素來(lái)誘導(dǎo)宿主產(chǎn)生系統(tǒng)抗性[17]。伊枯草菌素具有很強(qiáng)的拮抗真菌的能力,伊枯草菌素是通過(guò)使病菌磷脂雙層的電導(dǎo)率增加、質(zhì)膜成孔率提高和滲透性增加而抗菌。如分離的內(nèi)生真菌解淀粉芽孢桿菌(B.amyloliquefaciens)41B-1菌株對(duì)棉花黃萎病具有50%以上的生物防治效果,其培養(yǎng)濾液中存在抗真菌化合物伊枯草菌素,能抑制大麗輪枝菌微菌核的形成,誘導(dǎo)氧化應(yīng)激和絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases,MAPKs)等,影響真菌信號(hào)傳導(dǎo)途徑,并介導(dǎo)植物對(duì)大麗輪枝菌的防御反應(yīng)[18]。豐原素由fenA、B、C、D和E相關(guān)基因簇合成,對(duì)絲狀霉菌的拮抗能力很強(qiáng)[19]。Vanittanakom等[20]發(fā)現(xiàn)枯草芽胞桿菌(B.subtilis)F-29-3能產(chǎn)生抗真菌脂肽復(fù)合物豐原素,它能抑制絲狀真菌。

3細(xì)胞壁降解酶類(lèi)

真菌細(xì)胞壁的主要成分是幾丁質(zhì)和β-1,3-葡聚糖。幾丁質(zhì)酶可以降解病原真菌細(xì)胞壁中的幾丁質(zhì)[21],破壞細(xì)胞新物質(zhì)沉積,導(dǎo)致病原體死亡;同時(shí),降解的細(xì)胞壁片段具有誘導(dǎo)作用,能刺激宿主植物的抗病反應(yīng)。植物幾丁質(zhì)酶在體內(nèi)表達(dá)定位的不同也導(dǎo)致其抗菌特異性[22],這是由于成熟真菌菌絲頂部的幾丁質(zhì)酶層外層中存在β-1,3葡聚糖、類(lèi)脂層等,幾丁質(zhì)酶與β-1,3葡聚糖酶可通過(guò)抑制病原菌的孢子萌發(fā)和菌絲生長(zhǎng)而起到防御作用[23]。近年來(lái),許多植物中的幾丁質(zhì)酶基因被克隆,已成為抗真菌基因工程研究的熱點(diǎn)之一[24-26]。植物可以分泌幾丁質(zhì)酶和β-1,3-葡聚糖酶,生防微生物也可以合成和分泌幾丁質(zhì)酶和β-1,3-葡聚糖酶,β-1,3-葡聚糖酶可降解大麗輪枝菌菌絲體的細(xì)胞壁,導(dǎo)致細(xì)胞壁壓力降低,菌絲體的頂端細(xì)胞破裂,內(nèi)容物外泄,致使細(xì)胞死亡,進(jìn)而誘導(dǎo)植物的抗病防衛(wèi)反應(yīng);當(dāng)葡聚糖酶與幾丁質(zhì)酶相互作用時(shí),抗菌作用更強(qiáng)[24]。Zhu等[27]通過(guò)構(gòu)建表達(dá)了PevD1的大腸桿菌,發(fā)現(xiàn)濃度低至4 μg/mL時(shí)浸種能夠改善棉花的抗性,接種后第15天病害發(fā)生率降為38.16%。

4拮抗真菌

對(duì)棉花黃萎病有防效的真菌種類(lèi)較多,目前研究較多的是木霉(Trichoderma spp.)和黃色蠕形霉(Talaromyces flavus)[28], 同時(shí),還有一些內(nèi)生真菌也具有拮抗黃萎病菌的作用。

木霉屬用于防治病害的主要機(jī)制可分為5類(lèi),即產(chǎn)生抗生素、營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)、微寄生、細(xì)胞壁分解酵素以及植物抗性的誘導(dǎo)。目前誘導(dǎo)抗性只有在少數(shù)木霉菌株中出現(xiàn)。張海軍等[29]分別從棉田篩選出3株拮抗黃萎病的木霉菌株、木霉GY20菌株,對(duì)棉花黃萎病的防效顯著。宋曉妍等[30]篩選到一株木霉SMF菌株,它可分泌多種細(xì)胞壁降解酶,抑制大麗輪枝菌的生長(zhǎng)。Bot等[31]通過(guò)土壤稀釋法分離出30種來(lái)自土壤的真菌和23種來(lái)自棉花植株的真菌,包括綠色木霉(T.viride)、康氏木霉(T.koningiopsis)、深綠木霉(T.atroviride)等,體外試驗(yàn)表明它們對(duì)大麗輪枝菌表現(xiàn)出很強(qiáng)的抗性。孟娜等[32]分離并篩選到4株木霉,這些木霉菌絲在棉花黃萎病菌絲上平行或波浪式生長(zhǎng),且棉花黃萎病菌絲出現(xiàn)細(xì)胞原生質(zhì)濃縮和菌絲斷裂等現(xiàn)象。

黃色蠕形霉是一種土居性真菌,分布廣泛,能在植物根際土壤及根部繁衍[33],該真菌的主要抗病機(jī)制是抑菌和重寄生,同時(shí),還產(chǎn)生過(guò)氧化氫殺死大麗輪枝菌的微菌核。Fahima 等[33]發(fā)現(xiàn)黃色蠕形霉菌絲可以侵入到大麗輪枝菌的微菌核中,其分泌的代謝物可以在體外和土壤中殺死病菌的微菌核,并且抑制菌絲生長(zhǎng)。韋善君等[34]發(fā)現(xiàn)黃色蠕形霉對(duì)大麗輪枝菌、刺盤(pán)孢菌(colletotrichum spp.)的菌絲生長(zhǎng)及分生孢子萌發(fā)和棉立枯絲核菌(Rhizoctonia solani)、棉枯萎尖孢鐮刀菌(Fusarium oxysporum)的菌絲生長(zhǎng)具有明顯的抑制作用。

目前,已有許多人研究利用植物上的內(nèi)生真菌控制植物病害。如苦參(Sophora flavescens)的一種內(nèi)生真菌土曲霉(Aspergillus terreus)對(duì)25種植物病原真菌和14種常見(jiàn)的內(nèi)生細(xì)菌有拮抗作用[35]。張蕓等[36]從棉花中分離出200株棉花內(nèi)生真菌,篩選出3株球毛殼菌(Chaetomium globosum)CEF-082、枝頂孢(Acremonium strictum)CEF193和鐮刀菌屬(Fusarium sp.)CEF-559,對(duì)黃萎病菌生長(zhǎng)有較強(qiáng)的抑制作用,對(duì)棉花黃萎病的防治效果60%以上。徐莉莉[37]發(fā)現(xiàn)尖孢鐮孢(F.oxysporum) By125和叢赤殼屬(Nectria haematococca) Bx247能有效地防治黃萎病。Li等[38]在棉花上分離出642株真菌,并從中篩選出7株對(duì)棉花黃萎病病菌抑菌作用較高的菌株,小球腔霉屬(Leptosphaeria sp.)CEF-714、黃色蠕形霉CEF-642、赤霉菌(Gibberella intermedia)CEF-026、枝頂孢CEF-193、鐮刀菌屬CEF-325、簡(jiǎn)青酶(Penicillium simplicissimum)CEF-818和子囊菌(Ascomycete sp.)CEF-109。Yuan等[39]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),CEF-818和CET-714菌株處理棉花,可以增加棉花苯丙氨酸酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)和過(guò)氧化物(POD)的轉(zhuǎn)錄水平,導(dǎo)致棉花防御反應(yīng)增強(qiáng)。Zhu等[27]從棉花中分離出大麗輪枝菌CVd-WHw和變黑輪枝菌(Gibellulopsis nigrescens) CVn-WHg,其棉花植株的致病性顯著低于大麗輪枝菌CVd-AYb;CVn-WHg和CVd-WHw能對(duì)已經(jīng)接種了CVd-AYb的棉花提供交叉保護(hù);其后,Vagelas等[40]證明變黑輪枝菌對(duì)由大麗輪枝菌引起的棉花黃萎病具有交叉保護(hù)。用無(wú)毒或減毒菌株感染棉花植物以誘導(dǎo)系統(tǒng)抗性或交叉保護(hù)也是控制黃萎病的重要方法;花椰菜(Brassica oleracea)上的一種弱毒大麗輪枝菌Vt305對(duì)西蘭花黃萎病具有抗性[41],將分離的黃萎病菌CVd-WHw弱毒菌株接種到棉花上[42],可顯著降低強(qiáng)毒力菌株對(duì)棉花的感染。

最近,有研究報(bào)道,綠僵菌(Metarhizium anisopliae)和白僵菌(Beauveria bassiana)產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物可以抑制大麗輪枝菌的孢子萌發(fā)、菌絲體生長(zhǎng)和微菌核形成[39]。Zhang等[43]通過(guò)GC-MS鑒定非致病性尖孢鐮孢CanR-46產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC),發(fā)現(xiàn) Fo-VOC具有抗真菌活性,進(jìn)一步用 Fo-VOC熏蒸污染了大麗輪枝菌的土壤,發(fā)現(xiàn) Fo-VOC能抑制大麗輪枝菌菌絲生長(zhǎng),延遲分生孢子萌發(fā),抑制胚芽管的伸長(zhǎng),并導(dǎo)致菌絲發(fā)生皺縮和降解。Lan等[44]從中國(guó)陜西秦嶺土壤中分離出具有廣譜抗真菌活性的淡紫紫霉屬(Purpureocillium lilacinum) QLP12,發(fā)現(xiàn)其對(duì)體外真菌菌絲體生長(zhǎng)具有較高的抑制活性,對(duì)黃萎病具有顯著的防治效果。

5拮抗細(xì)菌

拮抗棉花黃萎病的細(xì)菌主要有芽孢桿菌、熒光假單胞菌(Pseudomonas fluorescens)、枯草芽胞桿菌和伯克霍爾德氏菌(Burkholderia spp.)[45],研究較多的是解淀粉芽孢桿菌和枯草芽胞桿菌[46],它們不僅拮抗植物病原,而且具有強(qiáng)大的生命力,高定殖率和一定的促生長(zhǎng)作用,因此,受到各國(guó)研究人員的青睞。

芽孢桿菌的生物防治作用主要在于其誘導(dǎo)植物抗病性、競(jìng)爭(zhēng)和拮抗作用。競(jìng)爭(zhēng)作用主要是營(yíng)養(yǎng)和空間位點(diǎn)的競(jìng)爭(zhēng),芽孢桿菌因?yàn)榭鼓嫘詮?qiáng),能夠在土壤、植株體表和體內(nèi)大量繁殖和定殖,進(jìn)而阻止和干擾黃萎病菌在棉花上的定殖和侵染。營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)只在少數(shù)菌株中發(fā)現(xiàn)。陳英化等[47]從棉花中篩選到的內(nèi)生菌解淀粉芽孢桿菌 L-4-2,不僅定殖能力強(qiáng),而且對(duì)棉花黃萎病有較好的防治效果。Tehrani等[48]從土壤中分離到高效拮抗黃萎病菌的假單胞桿菌2株、芽孢桿菌2株,其菌劑應(yīng)用于大田防治棉花黃萎病獲得較好的防效,且棉花的產(chǎn)量也獲得不同程度的提高。此外,還從棉花中分離到解木聚糖類(lèi)芽孢桿菌(Paenibacillus xylanilyticus)YUPP-1[49]、多粘類(lèi)芽孢桿菌(P.polymyxa)YUPP-8、枯草芽孢桿菌YUPP-2,其定殖棉株后,棉花苗期黃萎病感染率大大降低。拮抗作用主要通過(guò)產(chǎn)生抗菌物質(zhì)來(lái)抑制病原的生長(zhǎng)或直接殺死病原體,李術(shù)娜等[50]以及Stein[51]和 Latha等[52]報(bào)道表明,芽孢桿菌可以產(chǎn)生多種抑制植物病原體生長(zhǎng)的生物活性因子,如細(xì)菌素、幾丁質(zhì)酶、抗菌肽和酚類(lèi)。細(xì)菌素屬于抗菌肽類(lèi)型,具有強(qiáng)堿性、熱穩(wěn)定性好和廣譜抗菌等特點(diǎn)[53];酶類(lèi)及蛋白抑菌機(jī)制主要包括抑制病原菌孢子產(chǎn)生和萌發(fā),使病原菌細(xì)胞壁溶解和原生質(zhì)泄露。新抗菌蛋白的獲得為抗菌基因的克隆和轉(zhuǎn)抗菌蛋白基因植物的研究奠定了理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。王奕丁等[54]研究發(fā)現(xiàn),芽孢桿菌ZL2-70抗菌蛋白抑菌譜廣,理化性質(zhì)穩(wěn)定,初步推斷該抗菌蛋白通過(guò)多糖酶活力破壞大麗輪枝菌的細(xì)胞壁和抑制病原菌的孢子萌發(fā)而起到抑菌作用,趙君潔[55]通過(guò)質(zhì)譜鑒定和平板試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),枯草芽孢桿菌J-15抑菌物質(zhì)通過(guò)抑制孢子萌發(fā),菌絲伸長(zhǎng),造成大麗輪枝菌的抗氧化系統(tǒng)和膜系統(tǒng)的損傷來(lái)防治棉花黃萎病。聶太禮[56]、田紹仁等[57]分離的芽孢桿菌C-02菌株分泌的抗菌蛋白可以溶解病原體大麗輪枝菌VD-11的細(xì)胞壁,抑制其致萎毒素的分泌,并提高防御酶活性,具有較好的棉花黃萎病防治效果。李社增等[58]從棉花中分離到一株枯草芽孢桿菌NCD-2菌株,其分泌的胞外抗菌物質(zhì)能夠抑制大麗輪枝菌的生長(zhǎng),該菌株已被開(kāi)發(fā)為控制棉花黃萎病的微生物農(nóng)藥[59],并于2015年正式注冊(cè)。此外,還有4株枯草芽孢桿菌(EB03,MB1600,QST713和FZB2)已獲得環(huán)境保護(hù)局(EPA)的許可[60],用于商業(yè)化生產(chǎn)。

誘導(dǎo)植物抗病性主要是誘導(dǎo)病程相關(guān)蛋白PRP的產(chǎn)生和相關(guān)防御酶活性的增強(qiáng),寄主防御酶主要包括PAL、POD、PPO。蠟狀芽孢桿菌(Bacillus cereus)YUPP-10[61]通過(guò)直接抑制病原菌的生長(zhǎng),同時(shí)誘導(dǎo)植物防御反應(yīng)來(lái)抑制病原菌的侵染和擴(kuò)展,具有良好的應(yīng)用前景,Erdogan等[62]發(fā)現(xiàn)假單胞菌、沙雷氏(Serratia)也有助于黃萎病的防治,并改善棉田的生長(zhǎng)參數(shù),但對(duì)其防治機(jī)制尚不清楚。另外,功能性微生物群和微生態(tài)有機(jī)肥的結(jié)合可以顯著降低棉花根際土壤中的黃萎病菌數(shù)量,控制棉花黃萎病的效果明顯[63]。目前關(guān)于熒光假單胞菌的研究相對(duì)較少,Prieto等[64]從橄欖根中分離出一株熒光假單胞菌PICF7菌株,它具有拮抗體外黃萎病菌的作用;通過(guò)對(duì)PICF7菌株全基因組序列的測(cè)定和基因組分析表明[65],分泌系統(tǒng)、鐵載體、解毒化合物或揮發(fā)性成分合成等功能基因?qū)卓裹S萎病菌具有重要作用;其進(jìn)一步研究將有助于深入了解生防微生物在宿主組織中的定殖過(guò)程、與根內(nèi)生菌的相互作用以及控制病害發(fā)生的分子機(jī)制。

安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)2019年

6拮抗放線(xiàn)菌

放線(xiàn)菌在棉花黃萎病的生物防治中起著十分重要的作用。目前,應(yīng)用廣泛的主要放線(xiàn)菌是5406,其菌粉拌種或浸種能很好地防治棉花黃萎病[66]。研究者分別從土壤、棉花根部或棉花植株內(nèi)分離到多種放線(xiàn)菌用于棉花黃萎病的控制。王蘭英等[67]從土壤中分離篩選出28株放線(xiàn)菌,并通過(guò)抑菌圈試驗(yàn)篩選出4株具有較強(qiáng)拮抗作用的菌株,它們的發(fā)酵原液對(duì)大麗輪枝菌的拮抗作用明顯強(qiáng)于發(fā)酵濾液和菌絲體提取物。Xue等[68]分離并篩選了4株拮抗黃萎病菌株鏈霉菌(Streptomyces),其分泌的真菌細(xì)胞壁降解酶和蛋白酶能導(dǎo)致黃萎病菌生長(zhǎng)被阻斷甚至死亡;4株菌都具有較強(qiáng)的定殖能力,防治率達(dá)到18.7%~65.8%。劉大群等[69]從土壤中分離的27株鏈霉菌菌株中篩選出3株高效拮抗大麗輪枝菌的菌株,其分泌物可使黃萎病菌菌絲膨大破裂。Cao等[70]從患病棉花的根中分離的內(nèi)生放線(xiàn)菌菌株 DHV3-2,其受感染棉花的根中具有較高的根定殖能力。它對(duì)大麗輪枝菌和其他致病真菌有較強(qiáng)的抑制作用。

7生防微生物防治效果的影響因素

生防微生物防治效果的影響因素主要是生防微生物的定殖效率,土質(zhì)、土壤溫度、土壤容重和鹽堿度等,生防微生物定殖效率是決定防治效果的首要因素 ,土壤溫度是生防微生物定殖的決定性因素。 通過(guò)向生防微生物中添加一系列的微量元素( Fe2+、Zn2+、Mg2+等)和有機(jī)質(zhì)[71],可以顯著提高生防微生物的生物防治效果和抗病能力。此外,微生物對(duì)碳源和氮源的利用率、根際土壤中營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)等因素對(duì)生防效果有一定的影響。如果生防微生物不能在根際土壤中成功定殖,那么所有其他抑菌機(jī)制都沒(méi)有真正的生防價(jià)值[72]。

8展望

生物防治的優(yōu)勢(shì)在于多抗性、持久性、整體性。誘導(dǎo)抗病是非特異性的、不穩(wěn)定的,同時(shí)對(duì)人畜無(wú)害,可以最大程度地降低農(nóng)藥的使用,減輕農(nóng)藥的環(huán)境污染,目前已經(jīng)篩選出一些具有較好防病效果的微生物,但仍然存在一些限制因子,如:①大多數(shù)生防微生物與植物之間的營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng),導(dǎo)致植物從生殖中轉(zhuǎn)移能量,使得植物的產(chǎn)量不比健康植株高,但是也有一些微生物如枯草芽孢桿菌4-2、Muc-7[73]能促進(jìn)棉花幼苗的生長(zhǎng),但是它是否能夠提高棉產(chǎn)量還有待進(jìn)一步證實(shí)。②會(huì)導(dǎo)致次生代謝產(chǎn)物的積累,對(duì)植物細(xì)胞造成毒害。③可能會(huì)導(dǎo)致病害流行。④理想的生防微生物較少。生防機(jī)制還存在許多空白有待深入揭示,一些生防微生物制劑開(kāi)發(fā)較慢,效果也有待提高。針對(duì)以上問(wèn)題,今后應(yīng)加強(qiáng)生防微生物篩選、生防機(jī)制、生防效果穩(wěn)定性等研究,將生物防治與遺傳學(xué)、栽培學(xué)、分子生物學(xué)和生態(tài)學(xué)方法相結(jié)合,以明確防病機(jī)理,加快抗性品種和基因的篩選,應(yīng)用時(shí)注重其他防治方法與生物防治的結(jié)合,取長(zhǎng)補(bǔ)短,相互協(xié)調(diào),從而尋求真正高效、綠色、性能穩(wěn)定的綜合防治方法。

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