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牧草病害防治机制.doc

花匠小妙招
2024-11-08 07:52

牧草病害防治机制

半个世纪以来，化学农药防治病虫害对农业生产起了重要的作用，但长期不合理使用化学农药产生了诸多问题。化学农药的高毒、高残留不仅对人、畜的健康造成危害，而且对土壤、水体、大气造成严重污染，破坏生态平衡。同时，由于病菌和害虫抗药性的不断增强，农药的使用量和使用频度不断加大，出现了用药量与病害相互递增的恶性循环，增加了农产品中农药的残留量，对人畜安全构成极大的威胁。一系列问题促使人们探寻一种对人类和环境友好并具良好防治效果的新的植物病虫害防治策略。利用有益微生物防治植物病害始于1921年Hartely利用真菌防治猝倒病(Pythium debaryanum damping-off)。1973年Kerr利用放射土壤杆菌(Agrobacterium radiobacter K84)成功防治植物根瘤病。80多年来植物病害生防微生物已涉及真菌、放线菌、细菌乃至病毒(噬菌体)等种群。细菌因庞大的种群、高繁殖力、复杂的代谢活动、对病原物的作用方式多样、易于人工培养，在自然发生的生物防治和人类应用生物防治的活动中，拮抗细菌及其代谢产物都起到了重要作用。目前，应用较多的生防细菌主要有芽孢杆菌(Bacillus spp.)、假单胞杆菌(Pseudomonas spp.)、土壤放射杆菌(Agrobacterium radiobacter)等。而芽孢杆菌(Bacillus spp.)是目前生防细菌中研究较多的一类，因其能够产生耐热、耐旱、抗紫外线和有机溶剂的内生孢子，所以是理想的生防菌筛选对象。芽孢杆菌的抑菌范围也很广，包括根部病害、枝干病害、叶、花部病害和收获后果品病害。已报道的生防芽孢杆菌有枯草芽孢杆菌(B.subtilis)、蜡状芽孢杆菌(B.cereus)、多粘芽孢杆菌(B.polymyxa)、巨大芽孢杆菌(B.megaterium)、短小芽孢杆菌(B.pumilus)等。而枯草芽孢杆菌因其抑菌谱广且对多种植物病害具较好防效而引起植保研究者的广泛关注。早在1835年，Ehrenberg所描述的“Vibrio subtilis”即是现在大家熟悉的“枯草芽孢杆菌”，它是由Cohn于1872年正式命名的，现作为芽孢杆菌科(Baeillaceae)的模式菌株。1997年，Kunst F．等人首先完成了枯草芽孢杆菌的完整基因组序列测定，并将结果发表在《Nature》杂志上。从生物学特性来讲，枯草芽孢杆菌具有典型的芽孢杆菌特征，其细胞呈直杆状，大小(0.8~1.2)微米×(1.5~4.0)微米，单个，革兰氏染色阳性，着色均匀，可产荚膜，运动(周生鞭毛)；芽孢中生或近中生，小于或等于细胞宽，呈椭圆至圆柱状；菌落粗糙，不透明，扩张，污白色或微带黄色；能液化明胶，胨化牛奶，还原硝酸盐，水解淀粉，为典型好氧菌。国内外关于枯草芽孢杆菌的研究与应用已有100多年的历史，早期大部分工作集中在形态观察、分类鉴定、生理机制、功能发掘及防治等方面。近年来，对枯草芽孢杆菌的研究渐进到遗传学与分子生物学领域，研究内容体现在特定功能基因的寻找并克隆到需要的物种中或者通过诱变、基因工程等手段对枯草芽孢杆菌生产菌进行遗传改造等。 2.1 国外研究概况 1945年Johnson等报道，枯草芽孢杆菌具有防治植物病害的作用。此后，用枯草芽孢杆菌制备生防制剂防治植物病害的研究成为国内外研究的热点。1980年Papavizas G C报道，枯草芽孢杆菌可以防治水稻等作物的多种土传真菌病害。1992年Hwang等报道，用枯草芽孢杆菌可以防治豌豆的Rhizoctoni根腐病。20世纪90年代后，国外已有多种枯草芽孢杆菌制剂投放市场。美国Agraquest公司用枯草芽孢杆菌(B.subtilis)QST 713菌株和QST 2808菌株分别开发出活菌杀菌剂SerenadeTM和Souata AS，已在美国登记使用，叶面施用可防治蔬菜、樱桃、葡萄、葫芦和胡桃的白粉病、霜霉病、疫病、灰霉病等细菌和真菌病害。GBO3(商品名为Kodiak)和MBI 600(商品名为Subtilex)分别由美国Gustafson公司和Microbio Ltd公司开发，根部施用或拌种可防治镰刀菌(Fusarium spp.)、曲霉属(Aspergillus spp.)、链格孢属(Alternaria spp.)和丝核菌属(Rhizoctonia spp.)引起的豆类、麦类、棉花和花生根部病害。2001年Gustafson将解淀粉枯草芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌混合制成混合生防药剂，称为BioYield。解淀粉枯草芽孢杆菌变种(B.subtilis var.amyloliquefaciens FZB24)作为植物促长剂被Taensa公司商品化生产，商品名TaegroTM。施用于温室或室内栽培树苗、灌木和装饰植物根部，可防治由镰刀