土传病原菌因难以防治而著称,作物轮作、抗病育种以及化学农药的应用不足以完全控制重要作物的根病。70年前,最早观察到的抑菌性土壤中微生物拮抗病害的现象曾使病理学家倍受鼓舞,设想这种微生物可以在田间和温室中用作环境友好的生防因子。然而,生物防治也无捷径可走,土传病害的生物防治研究中依然存在某些科学挑战。
(一)土传细菌病原物的主要类群
土壤中存在大量习居的植物病原细菌,在适宜的条件下可以传播,侵染植物,给农业生产造成严重损失,如土壤杆菌属(Agrobacterium)的根癌土壤杆菌(A.tumefaciens)又称冠瘿病菌,寄主范围广,可侵害90多科多种双子叶植物,尤以蔷薇科植物为主,引起桃、苹果、葡萄、月季的根癌病。欧文氏菌属(Erwinia)的胡萝卜软腐欧氏菌(E.carotovora)俗称大白菜软腐病菌和泛菌属(Pantoea)可引起植物块根、块茎和根茎的软腐病是全世界分布的。马铃薯和大白菜软腐病在凡有这些作物生长的地方都有发生。棒形杆菌属(Clavibacter)、劳尔氏菌属(Ralstonia)的茄科植物劳尔氏菌(R.solanacearum),其寄主范围很广,可以危害30余科,多种植物,特别是茄科植物,能引起多种作物的青枯病。泛生菌属的Pantoeastewartii引致玉米枯萎病等。部分欧文氏菌属(Erwinia)细菌的一些种类常引起萎蔫症状。
(二)土传细菌病害的主要潜在生防因子
放射土壤杆菌(Agrobacterium.radiobacter)K84菌株产生抗生素--土壤杆菌素A84,其商品化制剂已用于防治多种园艺作物的根癌病。而碱性土壤有利于诱导荧光假单胞菌的抑病性。许多土传和根际细菌菌株已经用于植物病害的生物防治。细菌易于生长,可以进行种子处理或灌土,具有广谱拮抗性,商品化生产有广阔的前景。细菌生防因子可通过不同的作用机制减少病害的发生。包括产生抗生素、毒素和溶菌酶,直接寄生病菌菌丝或繁殖体,竞争营养和空间;促进植物生长及诱导植物抗性的机制。
多数细菌生防因子是革蓝氏阴性。其中放射农杆菌(AgrobacteriumradiobacterK84)K84菌株是应用细菌拮抗菌的最好的例证,防治由经济重要的植物病原菌冠瘿土壤杆菌(Agrobacteriumtumefaciens)引起的多种寄主植物的冠瘿病,是最具毁灭性的农业病害之一。该菌株也是第一个商业化最成功的产品,目前美国上市的荧光假单孢菌类PGPR生物制剂就有8种以上,并成功应用于农业生产实践的生防因子。革蓝氏阳性细菌中芽孢杆菌(Bacillusspp.)在自然界中广泛分布,易于繁殖,产孢时货架期较长,而且是非病原性的。其内生孢子耐热、耐干旱,所以较其它拮抗菌具有明显的生态优势。芽孢杆菌(Bacillus)的几个菌株已经商品化。因为枯草杆菌(Bacillussubtilis)可产生芽孢,对环境中的胁迫,如种子农药处理,pH值等土壤因子,栽培品种,长期储存等有很高的耐性,已经使用目前的发酵技术生产。芽孢菌分布广泛,极易分离培养,抗高温和干燥,液剂和粉剂均可贮存几个月,批量生产工艺较简单,成本也较低,施用简便可算得上一种较理想的生防微生物。而其它的生防因子,如假单胞菌(Pseudomonas)不适于大规模生产,同时稳定性是一个限制因子。荧光假单胞杆菌(P.fluorescens)是一类常见的根际革兰氏阴性细菌。这类细菌中的许多菌株已经作为植物病害的生防菌,在世界范围内得到广泛的研究和应用。许多报道证实生防菌定殖能力和抗生素的产生是其发挥防病效果关键因素。目前的研究结果表明荧光假单胞杆菌(P.fluorescens)等革蓝氏阴性生防菌,产生抗生素等生防相关性状受到几个全局调控系统的调节,其中主要包括GacS/GacA双因子调控系统(two-宁夏治疗白癜风最好的专科医院昆明治疗白癜风最好的专科医院