劉雪停 林曉民 夏彥飛

關(guān)鍵詞：牡丹;內(nèi)生細(xì)菌;生物防治;研究進(jìn)展

牡丹（Peonia Suffruticosa）是毛莨科、芍藥屬植物，是多年生的落葉灌木，花期在4月份，果期在5月份。牡丹花大色艷，品種繁多，素有“國色天香”之稱，更有“花中之王”的美譽(yù)。根據(jù)牡丹花的顏色可分為紅、白、粉、黃、黑、綠、藍(lán)、紫、復(fù)色九種，花型有13種，其中以黃色最為尊貴，綠色和黑色為晚期品種，且最為稀有。唐代詩人劉禹錫的“庭前芍藥妖無格，池上芙蕖凈少情。唯有牡丹真國色，花開時(shí)節(jié)動(dòng)京城?！本屯昝涝忈屃四档さ镊攘?。在清代末年，牡丹就曾被當(dāng)作中國的國花。牡丹不只具有觀賞價(jià)值，其根皮（丹皮）還具有清熱活血、涼血散瘀等功效的藥用價(jià)值，牡丹花瓣茶、牡丹精油及種子油料等還具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

牡丹產(chǎn)業(yè)的發(fā)展越來越全面和深入。由于植物內(nèi)生菌已經(jīng)成為生物防治工作者研究的熱點(diǎn)，它作為生物防治手段優(yōu)于化學(xué)防治，通過內(nèi)生細(xì)菌產(chǎn)生的次生代謝物質(zhì)、生態(tài)位定殖等作用機(jī)制來達(dá)到防治效果。而近年來關(guān)于牡丹內(nèi)生菌研究也逐漸進(jìn)入生物防治工作者的視野，尤其是內(nèi)生細(xì)菌廣泛受到生物防治工作者的研究和關(guān)注。

一、植物內(nèi)生細(xì)菌的概念

內(nèi)生菌一詞是1866年由DeBary首先提出，當(dāng)時(shí)內(nèi)生菌的概念泛指內(nèi)生真菌。在1992年由Kloepper第一次提出了植物內(nèi)生細(xì)菌的概念，豐富了人們對內(nèi)生菌的認(rèn)識(shí)，為生物防治工作開辟了新的研究方向。內(nèi)生菌廣泛存在于植物內(nèi)部，通過植物表面消毒的組織內(nèi)部分離得到，它們與植物和諧存在。

內(nèi)生菌不但能夠促進(jìn)植株的生長，還能防治植物病害。目前植物病害防治主要依賴于化學(xué)防治，而化學(xué)防治導(dǎo)致的農(nóng)藥殘留、環(huán)境污染等問題日益嚴(yán)重，因此，生物防治越來越受到人們的關(guān)注。生物防治就是利用生物制成農(nóng)藥，從而降低有害生物的群體數(shù)量和不良影響。它與化學(xué)防治方法最大區(qū)別是生物農(nóng)藥的作用方式具有多樣性，且能有效避免有害病原在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生抗性。植物內(nèi)生細(xì)菌因其具有生物防治的生態(tài)位、不易受環(huán)境條件影響、能夠很好地定植于植株的相應(yīng)部位及可抵抗病原物入侵等獨(dú)有的優(yōu)勢，成為生物防治植物病害的潛在資源生防菌，并在生物防治植物病害中比土壤根際的細(xì)菌更具有挖掘潛力。

目前已發(fā)現(xiàn)的植物內(nèi)生細(xì)菌以土壤根際細(xì)菌居多，主要有芽孢桿菌屬（Bacillus）、假單胞桿菌（Pseudomonas）、短小桿菌（Curtobacterium）、腸桿菌（Enterbacter）、歐文氏菌屬（Erwinia）等。利用N+離子注入技術(shù)對菌株進(jìn)行誘變等處理，從而獲得優(yōu)質(zhì)生物防治菌株。在牡丹上分離得到的以芽孢桿菌屬為優(yōu)勢種群，并且取得了很好的生物拮抗效果，為牡丹內(nèi)生細(xì)菌的研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

二、內(nèi)生細(xì)菌生物防治作用機(jī)制

植物內(nèi)生細(xì)菌的作用機(jī)制是產(chǎn)生抗生物質(zhì)，這類抗生物質(zhì)保護(hù)植物免受病原物的侵害，競爭營養(yǎng)物質(zhì)搶占生態(tài)位點(diǎn)，降低病原物的次生代謝物質(zhì)，誘導(dǎo)植物內(nèi)部產(chǎn)生系統(tǒng)抗性。植物內(nèi)生菌生活是在寄主植物組織內(nèi)與宿主協(xié)同生長，同時(shí)，競爭營養(yǎng)和生態(tài)位點(diǎn)、保護(hù)等一系列作用。

（一）產(chǎn)生次生代謝物質(zhì)

植物的內(nèi)生細(xì)菌產(chǎn)生的脂肽類、幾丁質(zhì)酶一和葡聚糖酶等次生代謝物質(zhì)對植物病原菌有著直接的抑制作用，這些代謝物質(zhì)可在植物組織內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，對病原菌的菌絲生長、孢子萌發(fā)等進(jìn)行一系列的作用，使其生長形態(tài)發(fā)生改變和停止生長。芽孢桿菌脂肽類可以抑制病原真菌菌絲體的形成。何紅一等從辣椒中分離得到的枯草芽孢桿菌，產(chǎn)生的環(huán)脂抗菌多肽對植物炭疽病原菌和番茄青枯病有很好的抑制作用。芽孢桿菌能分泌產(chǎn)生脂肽伊枯草菌素A和多馬霉素，從而來對病原真菌的菌絲體形成進(jìn)行破壞和生長抑制，抑制其進(jìn)行產(chǎn)孢。沙雷氏菌（Serar tia pyl muthica）C48產(chǎn)生的殼多糖酶能抑制灰霉病菌（Botryt is cincrea）的孢子萌發(fā)和芽管伸長?？莶菅挎邨U菌AFl可以通過分泌β-1，4-N-乙?；被咸擒彰负挺?1，3葡聚糖酶從而產(chǎn)生拮抗真菌的作用。

（二）競爭病原菌生態(tài)位點(diǎn)和營養(yǎng)物質(zhì)

具有生物防治的植物內(nèi)生細(xì)菌在進(jìn)入寄主植物時(shí)和病原菌的方式基本相似，在進(jìn)入時(shí)優(yōu)先侵占病原菌的侵入位點(diǎn)，從而競爭病原菌生存所需的營養(yǎng)物質(zhì)，并分泌產(chǎn)生抗菌的物質(zhì)以此來阻止病原物的侵入，來保護(hù)寄主植物不受病原菌的侵害。黎起秦等發(fā)現(xiàn)枯草芽孢桿菌B47主要定殖于番茄（Lvcopersiconesculentum）維管束中，可以有效抑制番茄的內(nèi)生病原菌的生長，以達(dá)到控制病原菌的發(fā)展。

（三）促生和誘導(dǎo)系統(tǒng)抗性ISR

植物內(nèi)生細(xì)菌可以通過生物固氮來促進(jìn)植物的生長，從而提高植物體的抵抗能力，并誘導(dǎo)植物抗病活性發(fā)生變化和增強(qiáng)相關(guān)活性水平。植物內(nèi)生細(xì)菌為了應(yīng)對病原物，在植物體內(nèi)進(jìn)化并產(chǎn)生了一套基礎(chǔ)防衛(wèi)系統(tǒng)和多重的抵御屏障，這些防御機(jī)能可以被系統(tǒng)性地全面激發(fā)，從而降低病害的發(fā)病頻率，同時(shí)控制其嚴(yán)重程度，以此來促使植物系統(tǒng)獲得抗性（systemic acquired resistance簡稱SAR）。由某種病原物初步侵染引發(fā)的防衛(wèi)激活反應(yīng)，將能夠?qū)Χ喾N病原物產(chǎn)生持久的抗性作用;而誘導(dǎo)系統(tǒng)抗性（induction 0f systemic resis-tance簡稱ISR）其與SAR作用效果相似，它的防衛(wèi)反應(yīng)是由有益的內(nèi)生細(xì)菌激發(fā)產(chǎn)生的。王萬能等在煙草內(nèi)生菌118防治黑脛病時(shí)發(fā)現(xiàn)植物的POD、PAL活性較之前有明顯的上升趨勢。接種假單胞菌WCS417r的康乃馨（Dianthuscaryophillus）植株對鐮刀菌的病原真菌所引起的枯萎病感病性明顯呈降低趨勢，黃瓜（Cucumissativus）對葉部病害炭疽病病原菌（Colletotrichum orbiculare）的感病性降低，這些是關(guān)于有益細(xì)菌激發(fā)ISR的首次報(bào)道。

芽孢桿菌是激發(fā)ISR最常見的有益細(xì)菌，現(xiàn)有報(bào)道證明，枯草芽孢桿菌GB03和解淀粉芽孢桿菌IN937a可以通過分泌具有揮發(fā)性的有機(jī)物質(zhì)以此來激發(fā)植物體內(nèi)的ISR反應(yīng)。蠟樣芽胞桿菌ARl56也能同時(shí)激發(fā)擬南芥植株的SAR和ISR，以此來增強(qiáng)其對丁香假單胞菌的番茄致病變種（P.syringae pv.tomato）菌株DC3000的抗性;Yang等發(fā)現(xiàn)生物防治細(xì)菌熒光假單胞菌HC1-07可以產(chǎn)生氯霉素來抑制病原菌，從而達(dá)到防治小麥根部的一些病害。陳劉軍等的蠟樣芽胞桿菌AR156也可通過誘導(dǎo)防御性酶和防衛(wèi)基因從而增強(qiáng)水稻對紋枯病抗性。

三、牡丹內(nèi)生細(xì)菌生物防治進(jìn)展

牡丹作為集觀賞、醫(yī)藥、油料作物于一體的綜合性經(jīng)濟(jì)作物，目前關(guān)于牡丹內(nèi)生菌的研究逐漸進(jìn)入生物防治研究者的視野。何建清等對大花黃牡丹的內(nèi)生真菌和放線菌做了初步篩選研究，用來對4種常見植物病害進(jìn)行拮抗活性初步研究，分離獲得1株具有抑菌廣譜性、活性強(qiáng)的鏈霉菌屬菌株。楊瑞先等從牡丹根部組織中分離得到內(nèi)生菌用來防治牡丹的病原真菌病害，從牡丹組織內(nèi)分離得到的蘇云金芽孢桿菌、假真菌樣芽孢桿菌對牡丹灰霉病原菌具有顯著的抑制作用，其抑菌機(jī)制是導(dǎo)致牡丹的灰霉病原真菌的菌絲局部膨大、發(fā)生扭曲及畸形狀態(tài)。鄭艷等從鳳丹植株組織內(nèi)分離得到的內(nèi)生細(xì)菌用來對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、枯草桿菌、毛霉、黑線炭疽病、青霉、西瓜枯萎病和鏈格孢霉菌進(jìn)行拮抗活性抑制，均有至少對其中一種病原有拮抗作用，其中X7菌株對上述病菌均有一定抑制作用。

牡丹的內(nèi)生細(xì)菌相當(dāng)豐富，現(xiàn)有研究報(bào)道可以為生物防治工作提供一定的基礎(chǔ)，也為生物防治工作進(jìn)一步的研究提供新方向。

四、問題與展望

通過現(xiàn)有報(bào)道可知，牡丹植株內(nèi)生菌種群十分豐富，尤其是內(nèi)生細(xì)菌更多。目前關(guān)于植物內(nèi)生細(xì)菌的研究報(bào)道很多，但關(guān)于牡丹內(nèi)生菌的研究匱乏，且針對性不強(qiáng)。因此，牡丹內(nèi)生細(xì)菌生物型殺菌劑的開發(fā)研究工作任重道遠(yuǎn)，相信今后通過生物防治工作者的潛心研究，在牡丹內(nèi)生細(xì)菌上能研發(fā)出廣譜多靶標(biāo)的生物防治菌株，作為防治植物病害的生物防治藥劑，有效解決化學(xué)防治農(nóng)藥殘留問題。值得注意的是，雖然植物內(nèi)生細(xì)菌種類繁多，但不乏有些是致病細(xì)菌，它會(huì)比一般的細(xì)菌致病性更嚴(yán)重，將造成更嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。