1. <span id="ztbg9"></span>
    <nav id="ztbg9"></nav>

    <nav id="ztbg9"></nav>
      <rp id="ztbg9"></rp>

      <dd id="ztbg9"></dd>
    1. <tbody id="ztbg9"><noscript id="ztbg9"></noscript></tbody>

      您好,歡迎訪問山東圣鵬科技股份有限公司官方網站

      全國咨詢熱線

      0537-2539999

      您的位置:網站首頁 > 新聞動態 > 行業新聞 >

      新聞動態

      聯系我們

      山東圣鵬科技股份有限公司

      地址:山東省濟寧市任城區喻屯工業園
      手機:0537-2539999

      咨詢熱線0537-2539999

      植物病害生防因子的機遇與挑戰

      發布時間:2020-12-15 09:48人氣:

      化學農藥殺菌譜廣、成本低、見效快,在農作物病蟲害防控中出巨大的貢獻。然而,化學農藥不合理使用引起的藥物殘留、食品安全和環境污染等問題日益顯現,甚至導致害蟲再猖獗以及病害抗藥性增加等現象,嚴重影響了農業生產。

       

      生物防治是利用有益生物或其產生的次生代謝產物抑制有害生物的發生、發展或減輕其為害嚴重度的方法,能在不污染環境的條件下防治植物病蟲害,具有對人類安全、無殘留、特異性強等優點,有助于保護生態環境、實現農業增產,具有生態和經濟的雙重效益。本文綜述了植物病害生物防治中不同生防因子的作用機制及其應用的研究進展,以期為植物病害生物防治的研究與應用提供參考。

       

      1  生防因子種類

      基于對植物病害生物防治的研究,生防因子的種類主要有拮抗微生物抗生素植物誘導子等。

       

      拮抗微生物主要包括拮抗細菌、真菌、放線菌以及病毒的弱毒株系。拮抗細菌因其增殖速度快、易定殖、適應力強而成為植物病害生物防治中研究的熱點。放線菌是重要的拮抗菌株,其產生的抗生素目前在生產上應用廣泛。

       

      抗生素是指由微生物代謝產生的對病原菌具有抑制或殺滅作用的次級代謝產物。放線菌、真菌、細菌等微生物均能產生抗生素。農用抗生素可抑制農作物的病蟲草害,并具有調節作物生長發育的作用,因其環境友好、安全、低毒符合現代農業的要求而被廣泛應用于綠色食品的生產。

       

      人們將能引起植物過敏反應的因素叫做誘導子。植物誘導子可誘導植物特定基因的表達,積累植保素等次生代謝物,具有高效性、廣譜性,持效期長等特點,并且不會使病原菌產生抗藥性,在低用量便可誘導植物本身的抗性,具有良好的應用前景。

       

      2  生防因子的作用機制

      生物防治機制主要包括拮抗微生物的競爭、寄生和抗生作用來抑制病原菌的生長繁殖或直接殺滅病原菌;通過影響土壤微生物的活動狀態間接控制病原菌的生長;弱毒株系的交叉保護作用以及誘導寄主植物產生系統獲得抗性(SAR,提高植物的抗病能力。

       

      2.1  拮抗微生物的作用機制

      1拮抗細菌的作用機制

      假單胞菌屬和芽孢桿菌屬的作用機制研究在生防細菌中最多。熒光假單胞菌(Pseudomonas fluorescensXF-174可產生蛋白酶、嗜鐵素以及赤霉素等具有抗生作用和生長調節作用的次生代謝物質,抑制水稻紋枯病病菌(R.solani)侵染。枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilisAF1菌株分泌的β-14-N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶和β-1,3葡萄聚糖酶已應用于花生銹病和檸檬軟腐病的防治,可抑制病原菌生長;枯草芽孢桿菌B47菌株定殖于維管束內后,占據定殖位點,抑制番茄青枯病菌(Ralstonia solanacearum E. F. Smith)的生長。

       

      2拮抗真菌的作用機制

      拮抗真菌可以優先占據植物體表的侵入點、產生次生代謝物質(包括生物堿類、甾體類、酚類、醌類、萜類等多種具有抗菌作用的物質)阻礙病原菌入侵、抑制病原菌生長。EI-Ghaout等研究發現假絲酵母(Candida saitona)通過信號物質牢牢吸附在灰霉菌(Botrytis cinerea)菌絲上,導致菌絲細胞壁溶解,內容物外泄。研究表明,植物內生真菌通過分泌小分子蛋白或者代謝產物,激活植物的谷胱甘肽-抗壞血酸代謝途徑,從而增強細胞抗氧化能力。同時,植物內生真菌通過影響植物體內的代謝(如氨基酸總量增加、谷氨酰胺合成酶活性提高、促進蔗糖轉變為糖醇等)、產生植物激素(如脫落酸、赤霉素、玉米素等)以及提高植物的光合作用等方式來促進植物的生長,提高植物抗病能力。

       

      3弱毒株系的作用機制

      一些病毒的弱毒株系和突變體可以通過交叉保護作用起到預防植物病害的作用。交叉保護作用機制目前存在許多推測和假說,比較受認可的觀點有兩個① 弱毒株系在植物體內復制過程中,激發了轉錄后基因沉默機制,當強度株系侵染后可將其降解;② CP蛋白基因介導,通過抑制強毒株系脫殼過程或CP蛋白包裹強毒株系的基因組而抑制其復制過程。

       

      2.2  農用抗生素作用機制

      抗生素可通過作用于病原物的細胞結構影響其物質和能量代謝以及提高植物的抗病能力等方式來防治植物病害。

       

      1)幾丁質是真菌細胞壁的組成成分。幾丁質合成酶的底物與多氧霉素的結構相似,多氧霉素通過競爭性抑制幾丁質合成酶的合成,進而抑制由幾丁質合成酶催化的尿二磷-N-乙酰葡糖糖胺合成幾丁質的反應過程。

       

      2)氨基糖苷類抗生素能夠與病原菌細胞膜上的磷脂結合,破壞細胞膜的結構。吳元華等研究報道,通過農用抗生素TS99處理的煙草赤星病病菌,其菌體的細胞壁溶解,細胞膜被破壞,從而胞漿外漏。

       

      3)井岡霉素通過抑制水稻紋枯病病菌(Rhizoctonia solani)海藻糖酶的活性,抑制海藻糖分解為葡萄糖的生理過程,從而抑制菌體的生長。

       

      4)武夷霉素通過抑制病菌蛋白質的合成從而達到抑制病害的目的。

       

      5)嘧肽霉素通過抑制病毒對3H-尿苷的吸收量從而抑制病毒RNA的合成控制病毒增殖。

       

      6)萬隆霉素對煙酰胺腺嘌呤二核苷酸氧化酶具有明顯的抑制作用,因此萬隆霉素可以通過抑制菌體的呼吸代謝而抑制其生長發育。

       

      7)過氧化酶活性的高低與植株自身免疫能力呈正相關。農抗120能顯著提高植物體內的過氧化酶活性,因此可以增強植物的抗病能力。

       

      2.3  誘導系統獲得抗性的產生機制

      真菌、細菌和病毒都可誘導植物產生系統獲得抗性,稱之為生物誘導;非生物誘導劑如水楊酸(SA),雖然自身無法直接殺滅病原菌,但可調節植物與病原菌之間的互作關系,誘導植物產生系統獲得抗性。誘導植物產生系統獲得抗性主要包括組織結構強化生理生化反應2種機制。

       

      1)組織結構強化機制

      經誘導后植物體內形成侵填體和膠質體以及產生木質素、胼胝質等物質。木質素的積累既能強化細胞壁,又能增強細胞壁的屏障作用。

       

      2)生理生化機制

      誘導后植物體內植保素、植物激素、水楊酸、酚類物質等大量累積,并可促進病程相關蛋白表達量升高。酚類物質可抑制菌絲體的生長和病原菌孢子萌發。同時,還具有弱化毒力或鈍化酶類的作用。病原菌侵染后,侵染點附近活性氧含量迅速上升,活性氧含量高達一定量時植物出現過敏性壞死(HR)反應,而HR反應也會誘導植物體產生木質素、酚類等物質,以及激活抗病相關蛋白的表達。

       

      3  生防因子的應用

      3.1  生防微生物的應用

      1拮抗細菌的應用

      拮抗細菌作為生防微生物中重要的類群,已被廣泛研究與應用。

       

      研究發現芽孢桿菌屬(Bacillus)和假單胞菌屬(Pseudomonas)對稻瘟病具有顯著拮抗作用。

       

      沙月霞等田間試驗證明,枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)對穗頸瘟的最高防效達85.6%。蠟狀芽孢桿菌(Bacillus cereus)在室內和田間對稻瘟病的防效均在50%以上。

       

      續彥龍從豬糞中篩選得到對小麥紋枯病具有抑制作用的5種細菌的優勢菌株,將其制成生物肥料,對小麥紋枯病的防效達到77.1%。

       

      方敦煌等研究表明,地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformisGP13對煙草黑脛病的防效達到52.2%~83.3%。

       

      齊冬梅等研究得到地衣芽孢桿菌H216、B316和B382的蛋白質粗提液,能抑制棉花枯萎病病原菌Ag226和黃萎病病原菌V991、V43、V3-10的生長和繁殖。

       

      放射土壤桿菌(A. ra-diobacter)能夠完全抑制果樹根癌病的發生,早已商品化推廣和應用。另外,巴氏桿菌屬(Pas-teurella)、沙雷氏菌(Serratia)作為生防微生物的研究和應用也有許多報道。

       

      2拮抗真菌的應用

      具有生防作用的真菌有很多,已報道的生防真菌有木霉屬(Trichoderma)、青霉菌(Penicillium)、毛殼菌(Chaetomium)以及黑附球菌(Epicoccum nigrum)等真菌。

       

      其中,木霉屬的應用研究最為廣泛,被認為是最有可能代替化學除菌劑的生防因子,在農業生產上正發揮著越來越重要的作用。目前,木霉菌在防治馬鈴薯的干腐病、棉花的枯萎病和黃萎病以及蘋果樹腐爛病等病害中應用廣泛。同時,木霉菌用于防治人參、川穹等藥用植物病害也具有較好的效果。哈茨木霉(Tri-choderma harzianumT39對番茄灰霉病具有顯著的抑制作用,其抑菌能力高于對甲抑菌靈和撲海因。

       

      另外,研究較為系統的還有淡紫擬青霉(Pae-cilomyces lilacinus)。劉杏忠等研究發現,淡紫擬青霉可以持續防治大豆胞囊線蟲達2~3年。粘帚霉(Gliocladium spp.)可防治土傳病害,寡雄腐霉(Pythium Oligandrum)對立枯絲核菌有較好防效。

       

      3)放線菌的應用

      放線菌是人類最早研究并利用的拮抗微生物。利用放線菌制成活細胞制劑具有安全、無殘留、專一性強、持效期長等優點因此得到廣泛的利用。

       

      鏈霉菌(Streptomyces spp.)是目前最具有生防價值的放線菌,我國成功開發并利用的抗生素——井岡霉素就由鏈霉素產生,被廣泛應用于防治小麥以及水稻的紋枯病。

       

      中國科學院從陜西涇陽苜蓿根際土壤分離得到的細黃鏈霉菌(Streptomyces microflavus)能分泌多種不同的抗生素,對于多種病原菌都具有抑制作用。

       

      牛世全等從鹽堿土中分離得到的放線菌——鏈霉菌屬藍紫鏈霉菌(Streptomyces tuirus)用于防治黃芪根腐病,抑菌率可達86.72%。鏈霉菌屬菌株CY-14,其發酵液對香蕉炭疽菌的抑菌率高達92.5%。

       

      4)弱毒株系的應用

      利用弱毒株系對植物進行交叉保護,在番木瓜、番茄、柑橘等的病毒性病害研究中得到較好的應用。

       

      譚東利用人工定點突變番木瓜畸形花葉病毒(Papaya leaf distortion mosaic virus,PLDMV),得到具有交叉保護作用的弱毒株系,防控番木瓜畸形花葉病毒表現出較好的交叉保護效果。

       

      王玉研究表明,預先接種番木瓜環斑病毒W株系(Papaya ringspot virus,PRSV-W)弱毒株系的西葫蘆,其病情指數明顯低于未接種弱毒株系的植株。

       

      周彥通過實驗得到的7個柑橘衰退病毒(Citrus tristeza virus,CTV)弱毒菌株對柑橘植株均具有一定的保護作用,對柑橘衰退病毒具較好的抑制作用。

       

      3.2  農用抗生素的應用

      植物類農用抗生素按照其功能可分為殺蟲、殺菌和除草抗生素。我國是農用抗生素生產和應用大國,各種新型農用抗生素相繼被開發和應用。

       

      1防治真菌性病害

      農用抗生素在防治水稻、小麥以及經濟類作物的真菌性病害方面取得了良好的效果。

       

      滅瘟素是由灰色產色鏈霉菌(Streptomyces griseochromogenes)所產生的抗生素,對稻瘟病病菌孢子萌發的抑制率為100%。

       

      滅粉霉素由輪生鏈霉菌(Streptoverticillium rimofaciens)產生,對各類白粉病都有較好的防效。

       

      由金色鏈霉菌(S.aurens)產生的放線酮抗生素應用較為廣泛,其與農抗120對小麥銹病均具有一定的防效;農抗620、農抗861、農抗105N1、農抗13547、農抗886和農抗402等對小麥赤霉病均具有較好的防效。

       

      由金色鏈霉菌(S. aurens)產生的多抗霉素用來防治經濟類作物病害得到較好的效果,如防治煙草赤星病、蘋果灰斑病、人參黑斑病等。

       

      2防治細菌性病害

      由灰色鏈霉菌(Strepto-myces griseus)產生的鏈霉素對蘋果、梨、柑橘和各類蔬菜等的細菌性病害都具有較好的防治效果。

       

      氯霉素由多種鏈霉菌產生,防治水稻白葉枯病具有較好的效果。

       

      另外,農抗294、農抗B-3543和中生菌素對水稻白葉枯病也具有防治效果。

       

      3防治病毒類病害

      滅瘟素可抑制煙草花葉病毒核糖核酸的合成;氯霉素、放線菌酮、放線菌素D能夠抑制煙草花葉病毒核酸的復制或蛋白質的合成,對煙草花葉病都具有較好的防治作用。

       

      三原霉素A對馬鈴薯X病毒、水稻條紋病毒、煙草花葉病毒和黃瓜花葉病毒都具有抑制作用,可以抑制病毒增殖和局部病斑的形成

       

      抗生素DPB對于防治番茄縮葉病有較好的效果,并且可以促進番茄果實的增大。

       

      3.3  植物誘抗劑的應用

      植物誘抗劑引發的系統獲得抗性,具有系統性、持久性、安全性、廣譜性等優點,成為21世紀新型生態農藥。

       

      王正明等研究表明,寡聚酸碘防治棉花黃萎病,藥后60 d 和90 d 的防治效果分別為64.9%和73.6%。

       

      國淑梅等研究發現,噴施植物誘抗劑的番茄植株比未噴施的植株坐果率提高11.9%15.7%;病葉率減少3.78%,番茄單株產量增加13.55%~16.76%。

       

      4  問題和展望

      生防因子對病原菌的作用機制具有生態安全、特異性強、無殘留等特點,具化學防治無法比擬的優勢,生物防治已成為植物病害研究領域的熱點。同時,生防因子的研發和應用正面臨著嚴峻的挑戰。

       

      1)成果轉化率低。雖然生物農藥行業研究體系完善,但生防因子的研究成果產業化水平較低。

       

      2)市場占有量低、競爭力不強。化學農藥依舊占據絕大多數的市場份額,生物農藥不具有化學農藥的廣譜性、速效等優點,且無價格優勢。

       

      3)應用范圍小。首先是一些發生嚴重的病害沒有對應的生物農藥,其次是生物防治研究和應用的范圍多集中在大田作物和經濟作物,其他植物如藥用植物等領域的研究則較少。

       

      4)穩定性差,使用技術要求高。生物農藥的使用易受環境因素的影響。這些因素都制約著生物農藥的應用和發展。

       

      生物防治的應用實踐證明,生物農藥對人畜安全、環境友好、無殘留,符合現代農業發展的要求。隨著生防因子研究的深入,未來生物農藥的研發應趨于多元化,開發適用于不同病害和不同作物的生物農藥類型和劑型,擴大應用范圍。現代農業的集約化管理有利于解決生物農藥使用技術難題,推動生物農藥成本的降低,應加快生物農藥商品化及其推廣應用。隨著科研水平的提高和人們對生態環境和食品安全的重視,生物防治工作必將會取得更快的發展,生物防治在未來植物病害的防治中必將發揮越來越重要的作用。

      推薦資訊

      0537-2539999
      日彩网