生防芽孢杆菌分泌的拮抗物质的研究进展

2016-01-31李章胜毛碧增

浙江农业科学 2016年12期

关键词：葡聚糖枯草分子量

张莹，李章胜，毛碧增

（浙江大学生物技术研究所，浙江杭州 310058）

生防芽孢杆菌分泌的拮抗物质的研究进展

张莹，李章胜，毛碧增*

（浙江大学生物技术研究所，浙江杭州 310058）

芽孢杆菌属（Bacillus spp.）能分泌抗生素、抗菌蛋白、异构香豆素类等拮抗物质，具有广泛的抑制谱，是科研和生产中应用较多的生防细菌。本文对近年来生防芽孢杆菌分泌的拮抗物质的研究进展进行了综述。

芽孢杆菌；拮抗物质；抗生素；抗菌蛋白；异构香豆素类

长期使用化学杀菌剂会引起致病菌的耐药性，造成环境污染，对人体健康造成潜在伤害，因此越来越多的研究者将目光转向生防微生物。因芽孢杆菌适应逆境能力强，倍受科研工作者青睐，一度成为研究热点。目前应用于生物防治的芽孢杆菌主要有枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）［1-2］、苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis）［3］、解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）［4-5］、蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus）［6］、巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）、地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）［7］及多粘芽孢杆菌（Bacillus polymyxa）［8］等。其中，枯草芽孢杆菌BSD-2能有效抑制黄瓜灰霉病［9］。焦延静［10］报道，枯草芽孢杆菌能防治杜梨和葡萄根癌病；枯草芽孢杆菌对大肠杆菌和沙门氏菌也有一定的抑制作用［11］。2016年，陈成等［1］报道，枯草芽孢杆菌对桑椹鲜果采后的主要致腐菌核盘菌属霉菌和链格孢属霉菌均有抑制作用。解淀粉芽孢杆菌LX-11能通过分泌脂肽类物质和表面活性素防治水稻细菌性条斑病［12］。从海南盐碱土中分离的解淀粉芽孢杆菌LX1能通过分泌抗菌蛋白防治香蕉枯萎病［13］；解淀粉芽孢杆菌菌株HN06对黑曲霉、稻瘟病菌均有良好的抑制作用［14］。多粘类芽孢杆菌LM-3能通过分泌多肽类物质拮抗稻瘟病［15］，多粘类芽孢杆菌E681可抑制多种芝麻土传病害，促进芝麻的生长；另外，多粘类芽孢杆菌可有效防治苹果树腐烂病［16］和花椒枯穗病［17］。

近年来对芽孢杆菌生防机制的研究逐步深入。生防的机制主要包括竞争作用、诱导植物抗性、拮抗作用等，其生防效果往往是2种及以上机制的综合结果。其中，拮抗作用是最主要的抗菌机制。生防菌能产生抗菌蛋白、抗生素类及异构香豆素类等多种抗菌物质。这些抗菌物质会造成细胞畸变，从而抑制孢子萌发，或造成细胞壁的离解和消融，使原生质发生凝集和外溢［18］。

自1945年Johnson等［19］报道枯草芽孢杆菌分泌抗菌物质以来，经过半个多世纪的努力，人们已从芽孢杆菌的不同菌株中发现了一百多种拮抗物质，主要包括抗生素、抗菌蛋白和异构香豆素类3类。

1 抗生素类

抗生素是芽孢杆菌通过拮抗作用分泌的一类重要化合物。在枯草芽孢杆菌中，有大约4%～5%的基因组被利用合成抗生素，总长度共计350 kb［20］。在抗生素中，研究较多的是肽类抗生素，大多表现出较高的刚性和疏水性，具有环状结构；包含特异组成，如右旋氨基酸，能抵抗肽酶和蛋白酶水解。另外，由于半胱氨酸残基被氧化成二硫化物或被修饰成分子内的硫醚键，因此肽类抗生素具有抗氧化作用［21］。

抗生素合成途径分为2种，一种是由核糖体合成前体，经过翻译后修饰形成有功能的抗生素，比如细菌素；另一种是通过非核糖体肽合成酶以非核糖体合成的形式进行，包括脂肽类抗生素，多肽类抗生素和聚酮类化合物等。另外Stein［20］发现，脂肽类抗生素参与生物膜形成，细菌素在群体感应中能够作为信息素在同类型的细胞中执行程序性凋亡的功能。

1.1 细菌素

细菌素是通过核糖体途径合成的、对微生物具有抗生作用的一类小分子量蛋白质。芽孢杆菌属能产生多种细菌素［22-23］，包括未经修饰的肽、含有二硫键的肽和含有羊毛硫的肽3类，其中含有羊毛硫的肽被称为羊毛硫抗生素［24］。羊毛硫抗生素含有特殊的硫醚键，分子量小于5 ku，由19～38个氨基酸组成，含有大量的修饰氨基酸，如赖氨酸、脱氢丙氨酸、脱氢酪氨酸、羊毛硫氨酸亚砜等［25］。羊毛硫抗生素对革兰氏阳性菌有抑制作用，由于革兰氏阴性菌的外膜能产生渗透性屏障，对革兰阴性菌基本无抑制作用［26］。根据羊毛硫抗生素的结构和作用机理，可将其分为A、B 2大类。A类包含21～38个氨基酸，呈螺旋状结构，带正电荷，有两亲性；B类呈球形，带有负电荷，或者呈电中性，能抑制细菌细胞壁的合成［27］。

枯草芽孢杆菌产生的Subtilin和Subtilosin分别属于A类和B类，分子量分别为3 317和3 877 u。其中，Subtilin是研究较为清楚的细菌素，其前体是56个Aa小肽，其中24个Aa为信号肽，另外32个Aa是经信号肽切除和一系列修饰包括Thr脱水和Ser与Cys硫酯化形成的活性小肽。在其合成过程中，基因簇编码的LanP和LanT并不参与引导肽的切割，而是由3种细菌胞外的丝氨酸蛋白酶—subtilisin，WprA和Vpr来完成引导肽的切割［28］。Subtilosin A属于B类，具有大环结构，对包括李斯特菌属在内的多种革兰氏阳性菌有抑制作用。另外表皮菌素、Ericin A和Ericin S也属于A类，其中Ericin A和Subtilin结构相似，只是其中4个氨基酸残基有差异。属于B类的还有Mersacidin，其基因簇包含了结构基因m rsA，转录后修饰基因m rsM和m rsD等［20］。

除羊毛硫抗生素外还有很多其他的细菌素。由巨大芽孢杆菌产生的Megacins，分子量为1 825 u，对于革兰氏阳性菌有较强的抑制作用。枯草芽孢杆菌则产生Botrycidin AJ1316、Alirin B-1和6.9 ku的未知小肽。

1.2 脂肽类抗生素

脂肽类抗生素主要分为表面活性素（Surfactin）、伊枯草菌素（Iturin）、泛革素（Fengycin）3大类。与蛋白相比，脂肽类抗生素的分子量较小，其范围介于200～3 000 u，平均分子量为1 000 u。Iturin的脂肪酸链长度为C14～C17，surfactin为C13～C16，fengycin为C14～C18，因此每种脂肽类抗生素都有多种同系物。

1.2.1 表面活性素（Surfactin）

Arima等［29］首次发现枯草芽孢杆菌分泌的晶状表面活性剂，即surfactin，分子量约1 000 u，含有7个α-氨基酸，由13～15个碳原子的β-羟基脂肪酸交联形成内酯环状极性分子。Surfactin是脂肪酸链参与成环的环状脂肽，即脂肪酸的羧基与肽链氨基酸的N端相连，肽链氨基酸的C端羧基与脂肪酸的β-OH或β-NH2连接成环。表面活性素能抑制多种植物病原真菌和细菌，还具有杀虫作用，通过形成离子通道，从而破坏细胞膜的结构导致内容物的释放，最终引起细胞的死亡［30］。

Surfactin家族主要包括枯草芽孢杆菌产生的Surfactin、Esperins和地衣芽孢杆菌产生的Surfactant86，Lichenysin A-D［31-32］。其中，Surfactin包括3种结构类似物，其第7位氨基酸存在差异，分别为Leu、Ile、Val。肽链中的氨基酸构型保守，从N端到C端依次为L-L-D-L-L-D-L，其中第3和第6位为D构型氨基酸。由于肽链中氨基酸的数目、种类及连接顺序不同，形成多种脂肽同系物。吕应年［33］曾报道发现的Surfactin类似物已达到10多种。

1.2.2 伊枯草菌素（Iturin）

伊枯草菌素对大多数的致病酵母和霉菌有强烈的拮抗作用，对于植物病原真菌有较强的抑制作用，对细菌的抑制作用相对微弱。家族成员包括Iturin（A，B，C，D，E），Bacillomycin（D，F，L，LC）和Mycosubtilin等［32，34-35］。其结构特点与表面活性素相似，都是脂肪酸链参与成环的环状脂肽，肽链氨基酸构型顺序为L-D-D-L-L-D-L，其中第2、3位为保守的D构型的Tyr和Asn。

Bacillomycin的同系物具有相似的氨基酸顺序和相同的β-氨基酸。Bacillomycin D的氨基酸顺序为L-Asn-D-Tyr-D-Asn-D-Pro-L-Glu-D-Ser-L-Thr，与其他iturin家族成员有同样的Asx-Tyr-Asx，分子量为1 030（C14）和1 044 u（C15），对真菌有强烈抑制作用，对细菌的抑制作用较微弱［36-38］。1982年Michel等［39］从枯草芽孢杆菌I164中分离得到Bacillomycin F，氨基酸组成为D-Asp2，L-Asp1，LGlu1，L-Pro1，L-Thr1，D-Tyr1，与iturin A相似，只是将其中的丝氨酸残基换成苏酰胺残基。1995年Mam iya等［40］从Bacillus subtilis FS94-14中分离得到Bacillomycin LC，结构与Bacillomycin L相似，只是侧链酰胺和羧基的位置有差异。

1.2.3 泛革素（Fengycin）

枯草芽孢杆菌F2923能产生抑制多种丝状真菌生长的脂肽类抗生素，将其命名为Fengycin，主要包括Fengycin A、B和制磷脂素（plipastatin A1、A2、B1、B2），含有由氨基酸组成的环状部分和长链的脂肪酸支链，是脂肪酸链不参与成环的环状脂肽，即脂肪酸通过自身的羧基与肽链氨基酸的N端形成酰胺键而连接在肽链结构上。该类物质具有很强的抗真菌活性，尤其是对丝状真菌［41］。其合成基因为fenA，fenB，fenC，fenD，fenE。Plipastatin与Fengcin极为相似，只是Tyr的构型不同［42］。另外，Das等［43-44］发现，苏云金芽孢杆菌CMB26能产生类似于Fengycin的脂肽类抗生素。

1.2.4 其他脂肽类抗生素

除此3大类，还有一些其他的脂肽类抗生素。2000年，从苏云金芽孢杆菌HD-1菌株中分离出6种Kustakins，其分子量为907.476 5～953.519 2 u，其结构为脂肪酸-Thr-Gly-Ala-Ser-His-Gln-Gln，C端氨基酸与Ser羟基形成四肽内脂环［45］。随后，该物质在蜡样芽孢杆菌中也被分离得到。2002年，从Bacillus subtilis FR-2中分离得到3种bacillopeptins［46］，分子量分别为1 019.505 4、1 033.514 6和1 047.514 6 u，它们是由长链β-氨基酸组成的环脂肽。另外还有杆菌溶素（Bacilysin），其分子量为270 u，合成基因簇为yw fB，C，D，E，F，G，H［20］。地衣菌素（Licheniformin）的分子量4 500 u，多数呈闭合环状。

1.3 多肽类抗生素

多肽类抗生素分为分支环状、线状、环状和线环状等多种。分支环状多肽抗生素主要作用于细菌，包括polymyxin，Octapeptins和Bactracin［22］。其中polymyxin是酰基十肽，结构为脂肪酸-Dbu-Thr-Dbu（D-Ser）-Dbu-Dbu-D-Leu（D-Phe）-Leu（Thr or Ile）-Dbu-Dbu-Leu（Dbu是2，4-二氨基丁酸）。Bactracin分离自地衣芽孢杆菌，是十二肽抗生素，其中7个氨基酸成环，5个氨基酸呈线性。Octapeptins为八肽，与polymyxin相比，主要是线性的部分缺少Dbu-Thr残基。

线状多肽抗生素主要包括由Bacillus brevis产生的Edeine和Gramicidin［32］，对真菌有强烈的拮抗作用。Gram icidin的结构为甲酰-Val-Gly-Ala-D-Val-Val-D-Val-Trp-（D-Leu-Trp）3-Etn（乙醇胺），Edeine的结构为β-Tyr-Ise-D-Pro-Dha-Gly-Dpermidine。

环状抗生素包括由Bacillus.brevis产生的Gram icidin S和Tyrocidine［32］，从海洋菌株中分离得到的5种环二肽（环Leu-Ile，环Val-Leu，环Ala-Val，环Ala-Ile和环Ala-Leu）［47］，从多粘类芽孢杆菌中分离得到的10种Fusaricidins。其中，Gram icidin S是由完全一样的2个五肽首尾相连组成的环状短肽抗生素，由L-Ala和稀有氨基酸L-anticapsin组成，是最简单的多肽抗生素。Tyrocidine是环状十肽，其中5个氨基酸序列与Gram icidin S完全一样，另外5个氨基酸序列为-Phe-D-Phe-Asn-Gln-Tyr。10种Fusaricidins包括LIF03、LI-F04、LI-F05、LI-F06、LI-F07、LI-F08和从多粘类芽孢杆菌KT-8中分离到的Fusaricidins AD（883.5、897.5、947.5和961.5 u）［46］，对多种革兰氏阳性菌有强烈的杀菌活性，尤其是对金黄色葡萄球菌和藤黄微球菌有强烈的拮抗作用。另外，多粘类芽孢杆菌能产生一类线环状阳离子多肽抗生素，称为多粘菌素（polymyxins），含有疏脂性和亲脂性基团及1个多肽尾，包括polymyxins A，B，C，D和E，分子量都在1 200 u左右，对大多数的革兰氏阴性菌有杀菌作用。

另外还有一些多肽类的抗生素，如Gavaserin，分子量为911 u，由谷氨酸、丙氨酸、缬氨酸、丝氨酸、2，4-二氨基丁酸以及辛酸组成。Saltavalin分子量为903 u，含有丝氨酸、丙氨酸、亮氨酸、苏氨酸、缬氨酸、2，4-二氨基丁酸。刘颖等［48］从枯草芽孢杆菌中分离得到的广谱抗真菌肽LP-1，分子量为1 057.3 u。蜡样芽孢杆菌分泌的广谱抗真菌物质Azoxybacillin［19，49］，由1个脂肪氨基酸和甲基偶氮氧侧链组成，能抑制真菌对硫的吸收［50］。枯草芽孢杆菌A30和内生枯草芽孢杆菌BS-2菌株也分泌抗菌多肽。

1.4 聚酮类化合物

聚酮化合物是由低级脂肪酸聚合而成的，具有长碳链结构的一类天然物质，主要包括Dfficidin，Macrolactin和Bacillaene 3类，对细菌具有强烈的抑制作用。在商品化的菌株解淀粉芽孢杆菌FZB42中，操纵子pks1，pks2，pks3控制聚酮类化合物的合成，其中pks1控制Bacillaene的合成，pks2控制Macrolactin的合成，pks3控制Dfficidin的合成［51］。目前，对于聚酮类化合物的生物合成途径研究得比较多，但其抑制细菌的作用机理尚不明确。

自1989年Gustafson等［52］从未知的深海细菌中提取了8种次生代谢产物Macrolactins（分别为Macrolactin A—F，macrolactinic acids和isomacrolactinic acids）之后，聚酮类化合物逐渐被人们发现。Macrolactin由二十四环内酯、葡萄糖β-吡喃糖苷和碳酸链组成。其中，Macrolactin A（402.231 0 u）能抑制黑色素瘤和哺乳动物的疱疹病毒，还能保护T淋巴细胞，避免HIV病毒的繁殖。2000年，Jaruchoktaweechai等［53］从芽孢杆菌属Sc026中分离得到macrolactin F，7-O-succinyl macrolactin F和7-O-succinyl macrolactin A，其中macrolactin F是macrolactin A的同分异构体，7-O-succinyl macrolactin F和7-O-succinylmacrolactin A的分子量均为502.246 4 u。2008年Xue等［54］又从海洋芽孢杆菌中分离得到macrolactins A，B，D，O，S，T，U，其中macrolactins T，U的分子量分别为419.242 8和481.331 5 u，能够拮抗稻梨孢、金黄色葡萄球菌和链格孢属等多种真菌。2008年，Lu等［55］从海洋芽孢杆菌属中发现了macrolactin S，A和B，它们对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都有抗性。其中macrolactin S的C-12被羟基化，分子量为418.245 4 u。迄今已发现20多种macrolactins，其中7种分子量均为402 u［51］。

Bacillaene是线性结构的六烯大环内酯类抗生素，从解淀粉芽孢杆菌FZB 42中分离得到Bacillaene A和Bacillaene B，分子量分别为580.5和582.5 u［56］。

Dfficidin是多烯类抗生素，是具有罕见的磷酸基团的高度不饱和的大环内酯类物质。从解淀粉芽孢杆菌FZB 42中分离得到Dfficidin和oxydifficidin，分子量分别为544.4和560.3 u。

除这3大类外，2014年Ranga等［57］从解淀粉芽孢杆菌AP183中分离得到Bacillus in A，分子量为1 196.617 2 u，能拮抗耐青霉素的葡萄球菌（MRSA）。

2 抗菌蛋白

大多数生防芽孢杆菌能产生拮抗蛋白，包括细菌素、细胞壁降解酶类（几丁质酶、蛋白酶、β-1，3葡聚糖酶）及一些未知的蛋白。王雅平等［58］发现，枯草芽孢杆菌A104在抑制小麦赤霉菌过程中产生的拮抗物质大多是拮抗蛋白；陈艳芬等［59］也证明了枯草芽孢杆菌BSY-2中发挥拮抗作用的主要活性物质为抗菌蛋白；邓阳［60］从多粘类芽孢杆菌Jsa-9中分离得到富含11种氨基酸的蛋白，分子量为71.9 ku，对霉菌有抑制作用。

2.1 几丁质酶

大部分生防芽孢杆菌可产生几丁质酶或β-1，3-葡聚糖酶，或者同时产生2种酶，通过协同作用溶解病原真菌的菌丝，并通过信号分子来诱发寄主植物的防御反应。

几丁质酶是一种分解聚N-乙酰氨基葡萄糖分子的糖苷酶，通过降解真菌细胞壁达到拮抗效果。Mavingui等［61］从多粘类芽孢杆菌中分离得到具有抗菌活性的几丁质酶。从百合根际分离得到的拮抗细菌蜡样芽孢杆菌28-9可产生至少2种几丁质酶（Chi CW、Chi CH）。其中，Chi CH对百合叶枯病致病菌的孢子萌发有抑制效果［62］。2010年肖亮等［63］报道，地衣芽孢杆菌MY75菌株分泌的55 ku蛋白与67 ku蛋白能抑制小麦赤霉及黑曲霉的孢子萌发，并对苏云金芽孢杆菌的杀虫活力具有增效作用。迄今已报道的具有几丁质酶活性的芽孢杆菌有枯草芽孢杆菌、短芽孢杆菌［64］、地衣芽孢杆菌［63］、苏云金芽孢杆菌［65］、蜡样芽孢杆菌［62］和环状芽孢杆菌［66］等。

2.2 β-1，3葡聚糖酶

β-1，3葡聚糖酶是植物病程相关蛋白，与几丁质酶协同作用抑制真菌生长。β-1，3葡聚糖酶能水解β（1→3）糖苷键，从而拮抗真菌。芽孢杆菌能产生多种葡聚糖酶，包括β-1，3-葡聚糖、β-1，4-葡聚糖酶、β-1，6-葡聚糖酶和endo-（l，3-1，4）-β葡聚糖酶等，其中β-1，3-葡聚糖酶有分解真菌细胞壁的作用。多种芽孢杆菌能同时产生1种或多种几丁质酶［64］。朱茂山等［67］从枯草芽孢杆菌B18菌株中分离到几丁质酶和β-1，3葡聚糖酶；姚乌兰等［68］从多粘类芽孢杆菌WY110中分离纯化得到蛋白质P2，分子量为26 ku。Blast P表明，P2蛋白与1株已报道的多粘类芽孢杆菌β-1，3-1，4-葡聚糖酶基因gluB的同源性为84%，基本可以确定为β-1，3葡聚糖酶；金志雄等［69］从药用植物黄姜中分离的内生枯草芽孢杆菌菌株SWB8能分泌β-1，3-1，4-葡聚糖酶，有广谱的抗菌活性和抗肿瘤活性。

抗菌蛋白除了几丁质酶和β-1，3葡聚糖酶2大类，还有许多蛋白目前没有被明确归类。TasA对革兰氏阳性细菌和阴性细菌均具有广谱抗菌活性［70］。TasA伴随着芽孢的形成在芽孢内产生，大约0.5 h后，向芽孢外分泌［71］。Liu等［72］从枯草芽孢杆菌B-916中分离到1种新的蛋白质Bacisubin，分子量为41.900 u；Hathout等［45］从枯草芽孢杆菌B29菌株中分离到抗菌蛋白B29I，分子量约为42.3 ku；刘俏等［73］发现解淀粉芽孢杆菌Q-12能产生抗菌蛋白QA-2；陈雪丽等［74］从多粘类芽孢杆菌BRF-1中分离到抗菌蛋白，分子量为35.4 ku，对大豆立枯丝核菌具有拮抗活性；纪兆林等［75］从地衣芽孢杆菌W10中分离得到的抗真菌蛋白，分子量为46 049.2 u；刘颖等［48］从丝瓜根部分离到1株强烈抑制玉蜀黍赤霉病菌的拮抗菌枯草芽孢杆菌TG26，并从中分离到2种抗真菌蛋白BⅠ和BⅡ，对玉蜀黍赤霉病菌的多个生理小种表现出强烈抑制作用，对水稻稻梨孢、长柄链格孢、玉米小斑病菌及绿色木霉也有强烈的拮抗作用。

另外，除了没有明确分类的抗菌蛋白，近年来我国有很多分离纯化芽孢杆菌未知抗菌蛋白的报道。如枯草芽孢杆菌R21-4分泌的分子量在6.4～7.2 ku的抗菌蛋白对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、酵母和霉菌均有一定的拮抗作用［76］。水稻内生枯草芽孢杆菌G87能分泌具有抗菌作用的不含芳烃的糖蛋白，分子量为50.8 ku［77］。2012年张淑梅等［78］发现，枯草芽孢杆菌TF26能分泌抗菌蛋白，对葵花菌核病菌、番茄和黄瓜枯萎病菌、黄瓜菌核病菌和立枯病菌、水稻恶苗病菌和大豆根腐病菌等的抑制作用较强。

3 异构香豆素类

2011年，Hamdache等［79］从芽孢杆菌属中分离出6种异构香豆素类的代谢物，发现其有多种生物活性，包括细胞毒性、抗菌性、抗溃疡和能抑制植物生长等。这6种物质后来被鉴定为bacilosarcin B、amicoumacin A-C和AI-77-F。其中bacilosarcin B和am icoumacin A对海拉细胞有细胞毒性，对金黄色葡萄球菌等多种菌有拮抗作用。Azumi等［80］从枯草芽孢杆菌TP-B0611中分离得到bacilosarcin A和B，分子量分别为491.226 7和494.249 69 u，其中bacilosarcin A能抗疟原虫［81］。2012年Li等［82］从枯草芽孢杆菌B1779中分离得到lipoamicoumacin A-D和bacilosarcin C，其分子量依次为703.392 1、717.406 2、717.406 2、731.421 5和495.234 4 u。这5种物质对海拉细胞均有细胞毒性，对葡萄球菌、芽孢杆菌、铜绿假单胞菌，青紫色素杆菌等有拮抗作用，并且C-12酰胺基可能是拮抗作用的功能基团。

4 其他抗菌物质

除上述3大类抗菌物质，芽孢杆菌还可产生其他抗菌物质。枯草芽孢杆菌B9987能产生酚类物质［83］，对茄交链孢菌、大丽轮枝菌、黄枝孢菌、立枯丝核菌的抑制作用较强，表现为真菌孢子或菌丝末端膨大成球状，继而胞壁崩解，原生质外泄。酚类物质对尖孢镰刀菌和莴苣霜霉菌也有抑制作用，表现为孢子萌发率降低和芽管长度明显变短。另外，蜡状芽孢杆菌UW85分泌抗菌物质，化学结构为3-氨基-3-脱氧-D-葡萄糖的氨基糖苷。

5 问题与展望

近年来，从芽孢杆菌当中提取的拮抗化合物不断增多。对于前人研究当中一些未知的物质，借助现代的技术也确定了其分类，并阐明了其结构。就细菌素而言，目前对其研究已深入到分子结构、作用机制等方面。脂肽类、多肽类抗生素的研究也较为深入，许多物质的合成基因也被报道。但由于某菌株往往产生一系列结构和功能紧密相关的肽类物质，很少产生单一成分的抗菌物质，并且肽类物质一般相差一个氨基酸，最多相差几个氨基酸，因此脂肽类、多肽类抗生素的分离纯化仍是一个难题。对于聚酮类化合物的生物合成途径研究得较多，但其抑制细菌的作用机理尚不明确。另外，许多研究发现的未知抗菌蛋白还有待分类。

基于芽孢杆菌良好的拮抗作用，部分菌株已进行商品化生产，如GB03、MB1600、QST713和FZB24等枯草芽孢杆菌株系已在美国被开发利用［84-85］；无公害、无污染农药百抗（有效成分是枯草芽孢杆菌B908）已在中国农药部登记注册，在大田应用中对水稻纹枯病的防效达70%以上［84］。我国研制的麦丰宁（有效成分是枯草芽孢杆菌B3）对小麦纹枯病的田间防效达50%～80%［85］。越来越多的生物防治手段可以减少化学杀菌剂的使用，减少其在环境中的残留，从而造福生态环境，为全人类带来福音。

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文献著录格式：张莹，李章胜，毛碧增.生防芽孢杆菌分泌的拮抗物质的研究进展［J］.浙江农业科学，2016，57（12）：1960-1967.

10.16178/j.issn.0528-9017.20161206

2016-07-19

浙江省农业新品种选育重大科技专项（2012C12912-7）；浙江省“三农六方”科技协作计划项目（ZJ-SN-201409）；浙江大学农业与生物技术学院第十八期SRTP项目

张莹（1995—），女，浙江杭州人，本科生，研究方向组织培养及抗病分子育种，E-mail：zhangy95@outlook.com。