药用植物内生菌生物防治的研究

张 薇

（河北省邢台市国有林场和林草种苗工作站，河北 邢台 054000）

药用植物不仅能作为药材用于制药，而且随着对其化学成分研究的进一步深入，已广泛应用于食品工业、农作物杀虫剂、美容化妆品、以及饲料添加剂等，但是药用植物体内的活性成分含量一般都很低，过度采挖可能导致该物种濒临灭绝，因此，药用植物内生菌的研究成为一个热点。

内生菌是指其生活史中的某一段时期生活在健康植物组织内部，不引起植物组织明显浸染及症状改变的一类菌，属于新型生物防治因子，广泛地分布于各种植物体内，以这些植物体为宿主进行生存和繁衍，并通过代谢产生一种具有与农药相似性的次生生物活性物质，对于促进宿主植物的生长，固氮、防病、杀虫、杀菌等都具有一定的效果，属于一种新型生物防治技术，较其他植物病害生物防治技术具有十分明显的优势。比如大家熟知的弗兰克氏菌，至少可与14个科300多种非豆科植物共生。随着对内生菌的深入研究，人们对内生菌资源的利用也不断广泛，逐渐成为了我国植物疾病生物防治工作的新思路。

1.药用植物内生菌对植物病害的生物防治作用

药用植物内生菌和寄主植物在长期的进化演变和不断发育的过程中已经形成了相互依赖、稳定的宿主关系，内生菌的生长繁衍主要依赖于宿主植物提供的各种营养物质，而这些宿主植物生长发育所需的各种营养物质，也可以认为是各种内生菌在新陈代谢中所产生的次生生物活性物质。同时，这些次生生物活性物质还能提高植物抗逆境以及抗病害的能力，起到一定的防卫作用。近年来，相关领域的专家和学者对这一种防治效果进行了大量试验和深入研究，结果表明，植物内生菌对植物病害防治作用十分显著。例如存在柑橘根部的类芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、赖氨酸芽孢杆菌等多种内生菌等都可以明显且有效地抑制黄龙病病菌在柑橘叶片上的繁殖生长。

2.药用植物内生菌的生物防治机制

2.1 诱导宿主植物产生抗性

药用植物内生菌诱导植物所产生的抗性可以促使这些植物有效地抵御各种病原物的侵染，这种抗性简称为ISR。ISR的抗性与多种酚类物质的累计以及植保素水平的增强等具有一定关系，病菌所诱导的系统中获得性的抗性与ISR的表型相近，诱导植物具有广谱抗性。根据国外的相关研究结果显示，用内生菌短小芽孢杆菌SE34对基因转化的豌豆预进行预处理，再接种了根腐病病菌，会在土壤的外皮层和栓层内将这些病菌直接进行隔离，酚类物质和木质素可能会大量地沉积在这些病毒试图直接侵入的部位，进而增加植株的细胞壁厚度，起到了防止这些病菌直接入侵的效果。

2.2 与病原菌竞争营养物质和生态位

药用植物内生菌与病原菌争夺营养物质的过程中通过减少病菌的营养物质减缓病菌的生长或使其生长停滞。比如，大多数细菌或微生物在代谢过程中都离不开铁元素，而一些内生菌则能够和这些病菌之间相互争夺铁元素，使其正常生长发育功能受到严重的抑制，实现植物病害的生物防治。植物内生菌对于植物内部空间或表面的争夺都是一种空间性的竞争，通过这种竞争有效地防止了病原菌直接侵入到到植物体，一些病原菌和植物内生菌具有着同样的生态位，可通过这种空间性的竞争而使得宿主植物的对病菌危害的抵抗能力大大增强。也就是说，植物中的内生菌在与病原菌之间的生态位竞争中获得优先权，从而使得病原菌入侵植物体的概率得以降低，发挥植物病害的生物防治作用。

2.3 产生生物碱、水解酶类、抗生素等抗菌物质

药用植物内生菌的新陈代谢过程中，可以在植物体内产生生物碱、水解酶类、抗生素等各种抗菌物质，来抑制病原菌，这些抗菌物质在植物体内进行运输，能够对植物体内被入侵的各种病原菌起到直接的防御和抵抗，杀死和抑制各种病原菌。对病原菌直接作用的物质主要为内生菌所分泌的抗生素，其结构新颖、丰富多样。比如，内生菌橘绿木霉所产生的水解酶主要是对病原微生物的细胞壁结构进行降解，或者对其它致病因子进行降解而使细胞发生死亡。水解酶主要包括聚葡萄糖、几丁质酶等。最后，感染内生真菌的植株可以产生多种真菌霉素以及生物碱，这种生物碱也有着良好的抗菌能力。

2.4 促进宿主植物生长

药用植物内生菌和宿主植物是相互依存的关系，对于促进宿主植物的生长和增强宿主植物的抵抗力有显著的效果。这种对植物病害的生物防治有两个方面的体现。一方面，植物内生菌可以促使宿主植物在体内产生或直接产生细胞活性激素、赤霉素、植物生长激素，有助于植物的生长。另一方面，宿主植物分解和吸收氮、磷、钾等营养成分的能力能在内生菌的作用下进一步增强。

3.药用植物内生菌研究存在问题和展望

选择高产菌株进行发酵以获得活性物质是利用药用植物内生菌进行天然药物开发遇到的主要困难，其次，内生菌在与寄主植物长期协同进化过程中，其形态特征必然发生一定的变化以适应其内生环境，经典的形态学分类标准未必能准确反映其分类地位。尽管内生菌的分离、鉴定、生产都存在一定困难，但是其对植物病害的防治有不可替代的优点，不仅能对植物病害的生物防治起到显著的效果，还能提高植物抵抗疾病的能力，促进植物的生长。该技术在当前已经成为一大重要的研究热点，并且具备良好的应用前景。