十字花科作物根肿病生防菌研究进展

摘要

根肿病严重危害油菜、白菜、甘蓝、芥菜在内的十字花科作物，因此研究一种有效的防治方法以降低该病害的发生是非常重要的。十字花科作物根肿病的病原菌—根肿菌能以休眠孢子的形式长期存在于土壤中，一旦环境条件适宜即可萌发并迅速传播。生防菌是从拮抗病原菌和诱导植物抗性的角度寻求防治病害的一种方法。作者首先对获得十字花科作物根肿病生防菌的方法进行阐述，重点总结了生防菌的来源和筛选的方法。为了更好地利用生防菌，又简要综述了生防菌菌株的分类鉴定、发酵及拮抗物质等方面的研究进展，分析了施用生防菌的方式和时间。并指出了目前存在的问题及开发应用的前景。

关键词

十字花科；根肿病；生防菌；生物防效

中图分类号：

S 476

文献标识码：A

十字花科作物根肿病是由芸薹根肿菌（Plasmodiophora brassicae Woronin）侵染引起的土传病害[14]，该病主要危害十字花科作物的根部。导致生长素、细胞分裂素[57]以及油菜素甾醇[8]的过度合成，从而引起主根和侧根形成大量肿瘤，严重者整株枯死[910]，造成严重的经济损失。根肿菌专性寄生于十字花科作物，在土壤中可长期存活，土壤一旦带菌将不再适合栽植十字花科作物。因此，该病严重威胁着十字花科作物的可持续发展。

国内外虽已进行了大量针对该病原菌防治技术的研究，但目前仍无根治的方法。选用抗病品种是防治根肿病的有效方法之一，根据Williams[11]和Buczacki等[12]建立的欧洲鉴别寄主系统（European clubroot differential set，ECD）将根肿菌分为24个生理小种，因此要选育具有普遍抗性（即水平抗性）的品种难度非常大。轮作能在一定程度上缓解根肿病情[1315]，但增加了侵染十字花科杂草的机会，仍然不能从根本上消灭根肿菌。化学药剂治理虽有一定效果，但同时也有诸多副作用，如农药残留、环境污染、病原菌产生抗药性、破坏土壤微生态环境等。随着生活质量的提高，人们对生态农业的关注也日益加深，利用微生物防治病虫害也越来越受到重视。Arie等[16]首次报道利用葡萄茎枯病菌（Phoma glomerata）JCM 9972可以抑制根肿菌休眠孢子的萌发。最新的研究表明生防菌不仅有抗菌活性，还可以诱导寄主植物产生抗性[1718]。生防菌为控制该病提供了一条新的有效途径。近年来在利用微生物防治十字花科作物根肿病方面的研究取得了较大进展。本文将对十字花科作物根肿病的微生物防治研究进展做简要综述，旨在为根肿病生防菌的开发利用提供参考。

1.1生防菌的来源

按材料来源，生防菌主要分为内生生防菌和非内生生防菌两类。非内生生防菌即从根际土壤中分离筛选所得的生防菌。土壤中微生物的多样性为从土壤中分离生防菌提供了保证，取材时应取发病地中未发病或病害等级较低植株的根际土壤，以提高从中筛选出生防菌的可能性。国内外常有从富含微生物的土壤中筛选生防菌的报道。国外学者得到的25株对根肿菌有拮抗活性的木霉属生防菌均是从种植商品品种无根肿病症状的土壤中分离的[19]。苏婷等[20]从不同地区土壤中分离出细菌596株，其中解淀粉芽胞杆菌BS2004经周青等[21]证实其兼具抑制番茄青枯病和芸薹根肿菌的作用。王靖等[22]从白菜根际土壤中分离得到拮抗根肿菌的放线菌A316。

农药和化肥的大量使用降低了土壤中微生物的多样性，给根际土壤生防菌的筛选带来了一定困难。内生菌因受到植物组织的保护而免受外界环境的影响，所处的生态环境稳定且能与病菌直接作用。因而从植物组织中筛选出生防菌的可能性更大，更易于发挥生防作用。内生生防菌广泛分布于植物组织中，与植物形成互惠共生关系[2325]，大量研究表明内生菌是植物土传病害防治的天然有效菌[2627]，具有一定研究价值和开发应用前景。Narisawa等[2829]以及Hashiba等[30]从白菜根系中分离出2株内生生防菌Heteroconium chaetospira和Phialocephala fortinii，分别接种该生防菌的白菜田间根肿病发病率可降低52%～97%。Hahm等[31]也从白菜组织中分离出黄杆菌属内生细菌Flavobacterium hercynim EPBC313，可以在一定程度上抑制根肿病的发生。生命力旺盛且抗病力强的植株体内可能蕴含着丰富的微生物资源，因此可以扩大范围甚至跨科采集生防菌原始材料，以筛选优良的生防菌菌株。如王靖等[32]从雅安红豆树根部和银杏树根部分别成功分离出放线菌A10和真菌T1，具有较高生防潜力。

1.2生防菌的分离纯化和筛选

从材料中获取的微生物需要进一步分离纯化，方法同常用的分离纯化微生物的方法，多采用稀释涂布法和平板画线法。两种方法都应该在分别适合细菌、真菌、放线菌生长的培养基上进行。所不同的是用稀释涂布法分离纯化微生物时，需要根据微生物数量的多少做预试验找到适当的稀释比[33]。

芸薹根肿菌是一种专性活体寄生菌，不容易体外培养[3435]，因而也很难得到人工纯培养的根肿菌来筛选根肿病生防菌。目前根肿病生防菌的筛选方法主要有活体鉴定法、休眠孢子萌发抑制率筛选法及病原指示菌筛选法等。活体鉴定法费地费时费力，一般在复筛阶段开始采用，以准确确定初筛菌株的生物防效。休眠孢子萌发抑制率筛选法即通过检测微生物对根肿菌休眠孢子萌发的抑制作用来筛选生防菌。该种方法也存在一定缺陷，并不是所有具生防潜力的微生物都可以抑制根肿菌休眠孢子的萌发。如Jschke等[36]在筛选拟南芥根肿病的生防菌时发现芳香顶孢霉（Acremonium alternatum）孢子对根肿菌休眠孢子的萌发无抑制作用，却能在一定程度上抑制根肿病的发生。孙良菲等[37]将病原指示菌筛选法和休眠孢子萌发抑制率筛选法结合使用筛选出2株生防菌株放线菌YN6和真菌XPF2对感病品种‘四季奶油小白菜’有生物防效。病原指示菌筛选法和休眠孢子萌发抑制率筛选法结合起来的具体做法是挑选能人工培养的病菌作为病原指示菌，先筛选出对几种病菌有拮抗效果的菌株作为测定休眠孢子萌发抑制率的候选菌株。两者结合使用既克服了前者目标性不强的缺点，又克服了后者由于根肿菌不能体外培养而难以筛选的不足。

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