主栽食用菌的细菌性病害研究进展

刘晨光 王 青,2 边银丙 肖 扬*

（1. 华中农业大学应用真菌研究所，湖北 武汉 430370；2. 江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所，江苏 淮安 223001）

食用菌富含营养，并具保健和药用价值，在人类餐桌上占据重要地位[1]。食用菌产业具有循环、高效、生态的内在特点，具有促进农民增收、农业增效和民众健康的重要作用，是我国农业种植业的第五大产业。我国食用菌栽培种类主要有香菇（Lentinula edodes）、平菇（Pleurotus ostreatus）、金针菇（Flammulina filiformis）、双孢蘑菇（Agaricus bisporus）和杏鲍菇（Pleurotus eryngii）等。随着食用菌栽培规模的扩大，病害的发生是制约食用菌产业发展的一个重要因素[2]，其中，细菌性病害不仅严重降低食用菌的产量，还会影响产品品质[3]。因此，防控食用菌细菌性病害是食用菌产业的重要研究课题之一。本文综述主栽食用菌细菌性病害的主要种类、病原细菌的致病机制及防控措施，为研究和防治这类病害提供参考。

1 主栽食用菌的细菌性病害种类

在食用菌栽培过程中，细菌性病害频繁发生。子实体出现的褐斑、水渍、发黑、腐烂及软化等症状主要由假单胞杆菌属（Pseudomonassp.）细菌引起[4]，在双孢蘑菇、平菇、金针菇和香菇等食用菌中均有发生。双孢蘑菇细菌性褐斑病于1915年被首次报道[5]，随后其病原菌被命名为托拉斯假单胞杆菌Pseudomonas tolaasii[6]。托拉斯假单胞杆菌还会引起平菇的细菌性褐斑病[7]和金针菇黑斑病[8]。唐菖蒲假单胞杆菌（P. gladioli）引起双孢蘑菇软腐病[9].其他细菌引起的食用菌病害有多粘芽孢杆菌（Bacillus polymixa）引起的双孢蘑菇凹点病[10]，黄杆菌属（Flavobacteriumsp.）细菌引起的平菇黄脓病[11]，假格里尼翁苍白杆菌（Ochrobactrum pseudogrignonense）引起的金针菇肿瘤病[12]等。

不同种甚至不同属的细菌侵染食用菌会产生非常相似的症状。双孢蘑菇菌柄坏死病可由荧光假单胞杆菌（P. fluorescens）[13]和美洲爱文氏菌（Ewingella americana）[14]引起，症状均表现为菌柄中心出现棕色坏死区域，后逐渐扩展到菌盖内部。香菇褐腐病的病原菌包括荧光假单胞杆菌和一种在子实体组织间隙繁殖的欧文氏杆菌（Erwiniellasp.），两种病原菌造成的症状高度相似[10]。

1.1 袋栽食用菌的细菌性病害

袋栽食用菌主要包括平菇、杏鲍菇、白灵菇、秀珍菇和香菇等，发生的主要细菌性病害详见表1。

表1 主要袋栽食用菌细菌性病害及症状

1.2 地栽食用菌的细菌性病害

地栽食用菌主要包括双孢蘑菇、鸡腿菇（Coprinus comatus）和凤尾菇（Pleurotus sajor-caju）等，同种食用菌的一些不同种细菌性病害会表现出类似的症状，详见表2。

表2 主要地栽食用菌细菌性病害及症状

2 病原细菌的致病机制

2.1 病原细菌对食用菌生理生化的影响

研究病原细菌的致病机制对食用菌细菌性病害的防治十分重要。国内外关于假单胞杆菌属细菌的致病机制研究取得了一定进展，其在生理生化层面对食用菌产生很大的影响。托拉斯假单胞杆菌能够产生胞外毒素——托拉斯毒素（Tolaasin）[23]，托拉斯毒素能在细胞膜上形成孔道，使膜的通透性发生改变，并通过胶体渗透机制引起溶解[24]，其脂肽结构可直接进入细胞膜脂层，形成两种类型的离子通道孔道，并均被Zn2+抑制，影响离子的跨膜运输，导致细胞代谢紊乱[25]，也可以通过表面活性剂作用直接破坏细胞膜结构，而不受Zn2+的抑制[26]。

前人对子实体菌盖表面黄褐色斑点（细菌性黄斑病）的形成机制也开展了研究，发现细胞膜被破坏后，酚类物质进入细胞质中，与酪氨酸酶接触，而托拉斯毒素能激活酪氨酸酶，在酪氨酸酶催化作用下酚类物质形成黑色素[27]。托拉斯假单胞杆菌能产生二甲基二硫醚、1-十一烯和甲硫醇等天然挥发物，抑制平菇菌丝的生长，并且使平菇、双孢蘑菇和杏鲍菇的组织褐化[28]。学者利用光学显微镜和透射电镜，观察双孢蘑菇菌褶滴水病样本，发现蘑菇假单胞杆菌侵染双孢蘑菇后，侵入子实体的菌丝外空间，并将细胞外的基质降解，从而导致菌柄断裂及子实层的破裂，而不是通过产生毒性物质来引发病害[29]。

2.2 病原细菌对食用菌基因表达的影响

病原菌侵染诱导的宿主基因表达变化与病害表型关系非常紧密，明确发病食用菌的基因表达模式，可为深入解析病原细菌的致病机制提供理论依据。而目前关于病原细菌对食用菌基因表达影响的研究尚少。Kombrink等[30]将灰盖鬼伞（Coprinopsis cinereus）菌丝与枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）和大肠杆菌（Escherichia coli）进行共培养，发现灰盖鬼伞与每种细菌单独培养时诱导的基因高度重叠，主要编码具有抗菌活性的肽和蛋白，表明其能够识别病原细菌的存在，引发对革兰氏阳性和阴性细菌类似的响应模式。

在金针菇幼蕾腐烂病研究中，王青[15]对金针菇单独接种与混合病原菌阿氏节杆菌和雅马纳假单胞杆菌培养进行转录组测序，分析差异表达基因的富集结果表明，GO（Gene ontology）富集到与跨膜转运和氧化胁迫应答相关的功能，KEGG（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）富集到与细胞色素外源物质代谢和酪氨酸代谢相关的通路。由此推测金针菇受到细菌侵染后，主要发生细胞壁延伸停滞、酚类底物氧化和应激防御等三方面的响应。研究还发现，金针菇菌丝受到米氏假单胞杆菌侵染后，初期细胞通过丝裂原活化蛋白激酶级联反应将细菌侵染信号转至胞内，激活过氧化物酶活性反应、抗生素合成等免疫反应。同时，线粒体通路传导细胞凋亡信号，线粒体膜透性增加并释放细胞色素c，引起细胞凋亡。在感染中期，细胞核内DNA损伤发生一定程度的修复，高分子物质的合成受到负调控。后期，细胞内蛋白质、多糖等物质发生水解，加速衰老，加上遗传物质的破坏，最终导致金针菇细胞死亡，菌丝发育停滞。

3 食用菌细菌性病害防治方法

3.1 抗病品种的选育

抗病品种的选育是防治食用菌细菌性病害的有效措施，目前生产中已有一些抗细菌性病害的优良品种。黄军平[31]鉴定了11个平菇品种对托拉斯假单胞杆菌的抗病性，并将品种划分为四类：高感品种、中感品种、中抗品种和高抗品种，其中，华平36、华平1号和高30为中抗品种，苏引6号为高抗品种。陈康[32]将托拉斯假单胞杆菌接种于97个平菇栽培品种，发现了夏优1号、苏研1号和新科101等抗病品种，而且平菇菌柄偏软的品种平均自然发病率和病情指数，均高于菌柄偏硬的品种，两者之间的抗病能力差异达到极显著水平。张根伟等[33]通过杂交育种得到一个白色金针菇高产抗病新品种‘冀金杂1号’，抗细菌性烂菇病能力强。徐岩岩[34]发现病原细菌弱毒菌株能够诱导平菇产生抗病性，托拉斯假单胞杆菌弱毒灭活菌对平菇细菌性褐斑病具有良好的诱抗效果，并且筛选出最佳诱导浓度和间隔期，诱导后的平菇可抑制病菌增殖，过量表达抗病基因，使平菇产生系统抗病性。

3.2 栽培措施防治和物理防治

栽培措施防治和物理防治是防治食用菌细菌性病害的重要手段。栽培措施防治包括：①严格选择食用菌栽培种，通过创造适宜的生长条件，采用适宜的菌种保藏方法，控制菌种传代次数等措施提高菌种质量，防止菌种退化、老化和杂菌污染[35]；②选择干燥、无变质腐烂的培养料，控制培养料的含水量，拌料和管理用水需洁净，防止病原细菌经水传播；③保证菇房环境卫生，及时清理污染的菌袋或病菇；④在出菇期间加强通风，创造利于食用菌子实体生长而不利于病原细菌生长的环境条件[36]。物理防治方法主要为通过发酵或蒸汽灭菌有效杀灭培养料和覆土材料中的有害微生物，在接种前用紫外灯和臭氧发生器等进行环境消杀，接种过程中利用酒精灯等防止病原细菌污染[37]。

3.3 生物防治

生物防治是利用生物或其代谢产物防治病害。前人报道，噬菌体pto-bp 6g对托拉斯假单胞杆菌表现出很强的噬菌活性，共同培养4 h就可使病原菌降解[38]。学者从双孢蘑菇子实体上分离到16株具有广谱抗菌活性和潜在的促进子实体生长作用的细菌，分别隶属于芽孢杆菌属、潘多拉菌属Pandorea、链霉菌属Streptomyces和假单胞杆菌属等[39]。近年来也有报道，植物提取物可用于防治食用菌细菌性病害，如银杏叶提取物对引起杏鲍菇菌柄腐烂病的恶臭假单胞杆菌的抑制效果显著[40]，山杏壳木醋液也可有效抑制平菇细菌性褐斑病的发生，且利于平菇菌丝的生长[41]。

3.4 化学防治

在食用菌细菌性病害发生较为严重时，需要使用化学药剂防治。次氯酸盐、高锰酸钾、生石灰等为常用消毒剂，应用较多的杀菌剂有农用链霉素、咪鲜胺锰盐、硫菌灵等[42,43]。研究表明，一定浓度的二氧化氯固体药剂对金针菇细菌性褐斑病病原菌具有较好的杀灭效果[44]；复方二氧化氯食用菌杀菌剂对平菇褐斑病病原菌的杀菌效果好，添加烷基糖苷作为增效剂可对杀灭细菌起到协同作用[45]；2%四环素溶液对杏鲍菇细菌性病害假单胞杆菌有一定的防治效果，而对菇体的生长无抑制作用[46]；施保功湿性粉剂和百消净消毒剂对双孢蘑菇褐斑病和软腐病等细菌性病害防效好，可达到80%左右[47]；有效氯浓度100～150 mg/L的次氯酸钠对白灵菇细菌病害防治效果好[48]。

4 展 望

有关食用菌细菌性病害的研究已取得一些进展，但仍存在很多待解决的问题。主要涉及以下方面：

（1）食用菌作为一种营养丰富的健康食品，生长周期短，化学药剂的使用易造成食品安全问题。目前已登记的可用于食用菌生产的农药产品仅13种，其中11种为杀菌剂，防治的对象限于褐腐病、湿泡病、木霉等真菌性病害[49]，尚未见用于防治细菌性病害的药剂。因此，目前的药剂无法满足食用菌安全生产的需求，迫切需要研发出针对食用菌细菌性病害的绿色高效药剂。

（2）在食用菌栽培过程中，除温度、湿度、pH等基本环境因素外，其生长发育的微生物环境也有较大影响，适宜的微生物群落会促进食用菌菌丝及子实体正常生长发育[50]。目前，关于食用菌微生物多样性的研究主要集中于覆土栽培、菌塘栽培以及鲜品储存过程[51-53]。由于病原细菌也潜藏于群落中，因此在食用菌工厂化生产中可加强微生物多样性的组成分析，建立病害的发生预警机制，以有效预防细菌性病害。

（3）食用菌细菌性病害症状和病原菌种类多样，有些病原细菌还不能准确鉴定到种，侵染过程和致病机制尚不明确，宿主和病原细菌的相互作用的分子机制有待阐明，未来需要更加深入研究食用菌-病原细菌的互作机制。植物-病原细菌互作的研究成果可为食用菌细菌性病害研究提供参考思路，明确食用菌与病原细菌互作的分子机制，可为从分子层面对病害进行防治提供参考依据。

食用菌病害防治相比于传统农作物病害难度更大[54]，必须坚持“预防为主，综合防控”的策略，采用科学的细菌性病害周年防控措施。首先，要加强食用菌优良抗病品种的选育，除了传统的育种方法，还可以通过诱导产生抗性；其次，采用科学的栽培管理模式，在整个栽培过程中严格做好无菌和消毒处理，按时监测病原细菌，预防病害大爆发；再次，在细菌性病害防治过程中应尽量选择物理和生物防治方法。目前食用菌细菌性病害的生物防治还多停留在基础研究阶段，较多成果难以在生产中大规模推广应用，因此还有待进一步加强研究。另在病害发生严重时采用化学防治方法时，要注意剂量和用法，尽量多种药剂轮换使用，以减缓抗药性的产生。