灰霉病的研究现状与发展趋势

2013-08-15张彩凤李喜燕李明

生命科学仪器 2013年6期

张彩凤，李喜燕，李明

（河北省衡水学院生命科学系，河北衡水 053000）

目前灰霉病已经成为了一种全球范围的真菌病害，已经报道的灰葡萄孢可以侵染蔬菜、果树以及其他经济作物等235种植物[1]，一旦发病便会引起大量减产，严重地会导致绝收，造成极大的经济损失，给农业生产带来极大危害。

1 灰霉病发生

灰霉病属于气传病害，一般病原菌以菌核、菌丝或者孢子体形式存在，依存在病残植物体上或者是土壤中，等到条件适宜，便会重新萌发导致发病。菌丝或者孢子的生长范围较广，最适宜的发病温度约为20℃[2]；对空气湿度要求较高，空气相对湿度超过90%或者植物表面存有水膜、光照不足的情况下发病。灰霉病极容易发生，一年内的各个时期都可能因为短暂的低温高湿环境而迅速发病[3]，一旦发病，孢子通过空气飞散，发病面积会寻速扩大。一般露天栽培作物，在春、秋多雨季节容易发病；日光温室蔬菜发病一般从开花期始，一直持续到蔬菜拉秧期。叶菜类的发病主要集中在生长的后期阶段。果类蔬菜一般在果实生长期较易发病。

2 灰霉病防治

关于灰霉病的防治一直是农业生产上一个重要的问题，除了必要的田间管理，还通过其他几个方面的措施来实施，主要包括物理，化学和生物防治等。

2.1 物理防治

物理防治一般适用于大棚作业，通过种子消毒，适当提高棚温，施肥壮苗，及时清除发病作物和通风排湿等方式来解决。物理方式局限性较大，首先低温高湿的条件难以改变，而且病原菌寄主多、菌量大，物理方法无法迅速控制。且施用幅度过大，还可能会对作物生产造成一定的影响[4]。

2.2 化学防治

目前防治灰霉病最有效的是施用化学农药。化学农药主要包括有苯并咪唑类（benzimidazoles），N-苯基氨基甲酸酯类（phenylamides,NPC），苯胺基嘧啶类（anilinopyrimidines），特点是作用见效快，成本低，并且有较好的防效，一般一次施药效果均能达到65%以上[5]。

2.3 生物防治

由于化学农药危害的不断显露，使得人们开始寻找对环境没有危害的新型防治方式。1926年开始，Sanford报道发现土壤中存在某些微生物对美国马铃薯上发现的一种放线菌（Streptomyces scabies）引起的疮痂病具有拮抗和抑制作用，使得人们掀起了一场寻找拮抗微生物的高潮。20世纪开始，随着生物科学研究的不断发展，尤其是基因工程的研究，使得生物防治的概念不断变化，今天生物防治的定义为：利用自然或者经基因工程改造的生物来减少有害生物的作用。

生物防治在灰霉病防治上的研究越来越多也更细致[6,7]。其主要作用方式包括产生具有抑制或者杀死其他微生物的代谢产物、微生物种间的营养或者生存位点的竞争，诱导植物自身产生或者提高抗病性等。目前报道中关于防治灰霉病的生防微生物的研究主要包括细菌、真菌、放线菌三个方面[8～10]。目前，已研究报道的可防治蔬菜作物灰霉病的真菌有二十多种，主要有木霉菌、毛壳菌、酵母菌等[11]。在农作物病害生物防治中，生防放线菌由于能够产生大量抗生素等物质，在植物病害防治中也发挥着十分重要的作用。目前已发现可以明显抑制作物病原真菌的放线菌多达28种，其中有6种的抑菌谱较广[12]。细菌作为生防微生物具有易于培养、来源广泛、抑菌特性好等优势，经研究表明可以有效防治灰霉病的细菌有芽胞杆菌、假单胞菌、乳酸链球菌、巴氏杆菌等。

3 生防微生物的作用机制

随着对生防菌的研究不断深入，在生防菌的抑菌机理方面也出现了大量报道。不同的微生物作用机制也不相同[13,14]，目前报道较多主要包括以下几个方面：

3.1 拮抗作用

生防微生物的拮抗作用一般是通过代谢产物实现的。微生物在生长过程中会产生一些代谢物质，对其他微生物具有抑制或者毒害作用。这也是目前微生物防治中研究较多、应用也比较广泛的一个方面。真菌类可以产生一些酮类、肽类或者氨基酸衍生物；放线菌主要产生各种抗生素；细菌类可产生的抗菌物质较多，尤其是芽胞杆菌，目前已经证实可以产生的抑菌物质有40多种[15]，主要以一些肽类或者酶类居多，有代表性的有脂肽类的伊枯草菌素(Iturin)、表面活性素(Surfactin)，多肽类的短杆菌肽（gramicidin）、多粘菌素（polymyxin），酶类的几丁质酶以及B-1，3-葡聚糖酶等等[16-19]。

3.2 竞争作用

另一种比较重要的生防机制，主要为有益菌以定殖的方式，在植株体内或体表建立自己的种群，通过在与其他微生物的营养竞争，或者是寄存位点的争夺过程中逐渐取得种群优势，尤其是细菌，由于其生长繁殖速度较快，很容易在与真菌病害的竞争中取得优势。

3.3 诱导植物抗性

主要是指微生物及其代谢产物作为植物防御性活动的激发子，提高植物抗病性。主要方式包括两个方面[20]，一个是增强植物细胞，更好的阻止病原菌的入侵，另外就是激活植物体内与植物抗病有关的防御性酶活或者引起植物对外源侵入物的刺激反应[21]。

3.4 促生作用

芽胞杆菌在促生方面的作用主要体现在促进植株生长发育，提高植株自身的抗病性。主要方式包括有“固氮”、产生促生激素或者是诱导植物自身产生生长激素等[22]。

3.5 重寄生作用

重寄生作用主要是指生防微生物可以通过寄生的方式，附着于在植物病原菌菌丝表面、或者进入病原菌内部，最终导致病原菌菌丝的干枯，菌丝原生质的外溢，病原菌的死亡。

4 微生物在生防应用中的现状

4.1 生防菌剂的开发利用

目前利用微生物进行植物病害防治已经取得了很多成绩，国内国外也已经开发出许多生防制剂，产品形式主要以枯草芽胞杆菌的活菌制剂为主。例如美国已经登记并生产的微生物制剂有[23]：Serenade，主要用于包括痂病、白粉病、烂根病、霜霉病等真菌和细菌病；Kodiak，用于抗真菌和促生；TaegroTM，用于抑制真菌病害，三者均为枯草芽胞杆菌制剂。FZB24，是枯草芽胞杆菌和解淀粉芽胞杆菌的混合制剂，用于防治根腐病和枯萎病。国内江苏农科院研究了一种枯草芽胞杆菌和井冈霉素的混合水剂——文曲宁，主要用来防治水稻病害等；云大和中国农大研制的百抗，是一种枯草可湿性粉剂，用于防治各种土传病害，防效达70%；中国农大研究的枯草增产剂，利用活体微生物作为生长调节剂，能够起到壮苗抗病作用，且增产效果最高达到50%。陈延熙等人研究开发的芽胞杆菌制剂对多种农作物都有防病促生、增产等作用[24]。在国外哈茨木霉、绿色木霉和长枝木霉已经被开发为商品使用，用来防治多种植物病害。

4.2 问题与展望

生防制剂的开发虽然取得了很大进展，但是在实际应用过程中，依然存在很多问题[25]，影响了防治效果。以活菌作为主要成分的生防制剂面临的最主要问题就是生防菌的定殖能力[26]，生防菌在田间生态环境中是否可以定殖、定殖后是否可以保持一定的种群数量一方面取决于菌株自身特点，另一方面受环境因素制约。生防菌产生的代谢产物还容易受环境如气候、温度、pH、土壤或者其他生物种群影响发生降解等，降低防治效率。此外生防菌剂的研制规格各异，有的以菌数作为标准，有的以有效成分为标准，对组分没有明确的描述，其对环境微生态的影响如何依旧是目前需要研究分析的问题。

为了解决这些问题，应该从生防菌的筛选出发。植物病害往往不是单一的，或者一种病害会引发多种病害，因此在菌株的筛选过程中要选取稳定性高、抑菌谱广、能产生抗菌活性代谢产物的菌株。代谢产物要具有较好的稳定性，以适应复杂多变的生态环境，并以此开发代谢产物为主的生防制剂，或者进行代谢产物与其他杀菌剂的复配，以期达到更好的防治效果。

微生物防治在植物病害方面的安全、对人和环境的无害以及不易产生抗药性等优势，更符合现代农业生产和社会环境发展的要求，其防病促生相统一的优势将农业生产质量、产量以及安全性有机的统一起来，必将成为未来植物病害防治手段的主要趋势。

[1]纪军建, 张小风, 王文桥, 等. 番茄灰霉病防治研究进展[J]. 中国农学通报, 2012,28: 109-113.

[2]李宝聚, 朱国仁, 关天舒, 等. 节能日光温室中番茄灰霉病发生规律的研究[J]. 植物保护, 2003,02:26-29.

[3]马建英. 灰霉病菌对啶菌噁唑的敏感性及抗药性风险评估[D]. 河北农业大学, 硕士学位论文,2009,05.

[4]康立娟, 张小风, 王文桥, 等. 灰霉菌的抗药性与适合度测定[J].农药学学报, 2000,03:39-42.

[5]王汉荣, 茹水江, 王连平, 等. 不同药剂及施药方法对番茄灰霉病的防治效果[J]. 中国农学通报, 2003,06:197-200.

[6]王文静. 我国生物农药的现状与发展建议[J]. 农药研究与应用,2010, 14:7-9.

[7]邱德文. 我国生物农药现状分析与发展趋势[J]. 植物保护,2007,No.19005:27-32.

[8]陈琪, 丁克坚, 高智谋. 拮抗微生物对灰葡萄孢菌的生物防治作用及其应用前景[J]. 安徽农业科学, 2004,04:778-780.

[9]马汇泉, 唐文华, 孙伟萍. 甜叶菊斑枯病生物防治拮抗菌株的筛选[J]. 山东理工大学学报(自然科学版), 2003,02:97-99.

[10]孟祥东, 傅俊范, 严雪瑞, 等. 灰霉病菌(Botrytis cinerea)生物防治研究进展[J]. 沈阳农业大学学报, 2003,06:472-475.

[11]李凯, 袁鹤. 植物病害生物防治概述[J]. 山西农业科学, 2012,40:807-810.