微生物挥发性物质的研究进展

《现代农业科技》２００8年第23期近年来，国内外学者对挥发性物质的研究大多集中在植物方面[1，2]。

由于大多数这类物质具有抗菌和杀虫生物活性，其可直接应用于病虫害的生物防治，而这些物质被称为植物源农药[3]。

由此推断，本身具有生防作用的微生物其所分泌的挥发性物质可能也具有植物挥发性物质的这些特性。

1植物挥发性物质的研究现状昆虫取食、机械损伤、化学因子、病原菌侵染均能造成植物某些挥发性组分的大量释放[4，5]，它们可能是一种直接阻止病原扩展和昆虫取食的化学防御因子，也可能作为报警信号（warning signa1）参与植物通讯，或作为捕食者的引导信号（guiding cue），还可以作为植食性昆虫或病原菌的拒食素（deterrent）。

植物挥发性物质（volatile organic compo-unds，VOCs）包括：碳氢化合物（如烃、萜烯）及其含氧化合物（如醇、醛、酮、酸、酯、内酯、醚、酚等）。

大致分为脂肪酸衍生物、芳香族化合物、单萜和倍半萜类，也包含一些含氮（吲哚）及含硫（大蒜素）的化合物。

2微生物挥发性物质的研究现状2.1国内研究进展随着收集方法、检测手段、生物活性检测体系的完善和分析手段的提高，对微生物挥发性物质的深入研究成为可能。

目前，有关这方面的研究国内外尚不多。

国内也只是最近2~3年内有个别浅显的报道，只是简单研究了挥发性物质对某一种病原菌的抑制作用及其成分的简单分析，但都未对其生物活性和成分作进一步的深入研究。

陈华等[6]（2008）对枯草芽孢杆菌JA研究中发现，该菌产生的挥发性物质对灰霉病菌孢子和菌丝生长有抑制作用，吴艳等[7]（2007）报道了1株组合Bacillus sp.CL-8产生的挥发性物质对立枯丝核菌的抑制作用，揭示了菌代谢过程中所产生的挥发性抑菌物质与抑菌粗蛋白协同抗病的机制，同时说明了挥发性抑菌物质也是参与其在田间发挥抗病作用的重要成分。

但他们都未对其有效成分和结构做进一步研究。

郭华等[8]（2005）采用蒸馏-萃取装置提取环棱褐孔菌的挥发性物质，并采用气相色谱-质谱联用技术（GC/MS）对其成分进行了分离鉴定。

刘高强等[9]（2007）利用顶空气相色谱-质谱联用法对灵芝发酵物中的挥发性物质的组分进行了研究。

2.2国外研究进展国外对微生物挥发性物质的研究比较早，Schller et al.[10]（2002）采用气相色谱-质谱联用技术，分析了26种放线菌产生的挥发性物质，53种化合物归为萜类化合物，其中18种被鉴定。

其中包括烷烃、烯烃、乙醇、酯类、丙酮、丁醇、乙酸、六化物和土味素等。

先前，在温室和大田条件下，植物促生菌可诱发植物抗细菌、真菌和病毒病原菌的系统抗性的报道，但对微生物挥发性物质调节植物生长发育和诱导植物对植物病害的系统抗性的报道相对很少[11]。

Ryu et al.[12]（2003）报道了细菌产生的挥发性物质2，3-丁二醇和乙酰甲基原醇能促进拟南芥的生长，表明挥发性物质可作为参与调节植物与微生物互作的信号分子。

Ryu et al.[13]（2005）首次报道了枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌产生的挥发性物质诱导拟南芥产生对番茄软腐病的抗性，试验中用2，3-丁二醇缺陷突变菌株证明了挥发性物质的诱导抗病性作用，并且明确了挥发性物质所诱发的抗性的传导途径是依赖于乙烯的，而非依赖于水杨酸和茉莉酸途径。

Farag et al.[14]（2006）采用顶空固相微萃取并结合交气相色谱-质谱联用技术，研究了芽孢杆菌株GB03和IN937a的挥发性物质2，3-丁二醇和乙酰甲基原醇对拟南芥的促生长作用，揭示了支链乙醇可以作为2，3-丁二醇的替代物，成为一种新型的有前景的诱导植物的系统抗性的诱导剂或激发子。

Bhaskar et al.（2005）报道了1株枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）的挥发性物质，在平板对峙培养中对6种病原真菌的拮抗作用，能引起菌丝和孢子结构方面的畸形，而且挥发性物质的拮抗作用比扩散性物质的作用要大。

Fernando et al.[15]（2005）首次对细菌的挥发性物质的鉴定和生防作用进行了报道，从芥花和大豆中分离到1株细菌，体外和土壤试验发现，其产生的挥发性物质能抑制菌核和囊孢子的萌发及核盘菌菌丝的生长，其中对囊孢子的抑制率达到54%~90%。

随后对挥发性物质进行了分离鉴定，结果表明挥发性物质包括醛类、醇类、酮类和硫化物。

在分离的23种物质中有6种抑制菌丝生长和菌核的生成，这6类物质为苯丙噻唑、环己醇、癸醛、二甲基三硫化物、2-乙基-1-己醇和壬醛。

Kai et al.[16]（2007）采用气相色谱-质谱联用技术（GC/MS）对不同细菌的挥发性物质进行了研究，结果表明不同细菌能产生1~ 30种挥发性化合物，而且大多数化合物是特有的。

微生物挥发性物质的研究进展梁建根（浙江省农业科学院植物保护与微生物研究所，浙江杭州310021）摘要目前，微生物挥发性物质的研究已成为一个研究的热点。

对微生物挥发性物质的研究进展进行了阐述，以期为新型农药的使用和开发提供思路。

关键词微生物；挥发性物质；研究现状中图分类号S476文献标识码A文章编号1007-5739（2008）23-0172-02基金项目浙江省自然科学基金项目（Y307007）；浙江省农科院科技创新提升工程项目。

作者简介梁建根（1972-），男，山西介休人，博士，助理研究员，主要从事微生物农药的科研与应用开发研究工作。

收稿日期2008-11-17植物保护172《现代农业科技》２００8年第23期（上接第171页）学员在田间普查晚疫病，对发现晚疫病的病株插竹竿定10窝，每5d进行观察1次。

结果表明，晚疫病发病后，逐渐加重病情，特别是降雨后，发病迅速扩展，到后期叶片、茎尖枯黄脱落，挖出10窝病株和10窝健株测产比较。

结果表明，在2008年晚疫病为中等发生的情况下，晚疫病危害马铃薯损失仍为15.8%，从而使学员知道防治晚疫病的重要性。

2.3农情调查在培训前后，用统一表格采取个别访问的形式，对受训学员进行农情调查，了解受训农民从综合防治中获得的效益，同时了解受训农民知识、行为、态度的变化，通过训前训后“票箱法”测验，了解学员培训综合防治知识是否提高。

3培训效果3.1受训农民的综防知识有了一定的提高通过培训，学员懂得了马铃薯的基本综防知识，有一定的生态和环境保护观念，知道马铃薯田中不仅有病虫，也有天敌和中性昆虫，天敌能食害虫，应保护利用，农药会大量杀伤天敌，应尽量少用。

在施药技术上，应在田间目测，实行达标用药，不是见虫就治，晚疫病在发病初期必须用药；在药剂选择上应用对路的高效低毒的农药，以利保护利用天敌。

3.2农民综防知识、行为、态度发生了变化通过用20个问题对学员训前训后及对照农民进行个别访问，将结果归纳成10个方面的问题列在表上。

结果表明，学员训前训后与对照比较存在很大差异。

培训前后用“票箱法”进行测验，训前平均得分61.2分，训后平均得分92.3分，提高31.1分。

3.3综合效益有较大提高2008年综防区学员示范面积共83.33hm2，通过学员对自己田中的实践，由于认真实施了综合防治技术，从中获得了较大的经济、生态效益，防治马铃薯晚疫病学员户比对照户（农民自防）平均施药次数减少1.5次，农药用量节约1.68 kg/hm2，共节约140kg，平均节约防治费用71.25元/hm2，共节约防治费用5937.5元，马铃薯平均增产784.5kg/hm2，增产6.5%，平均纯收益增456.3元/hm2。

收割前在学员户和对照户中调查，学员户马铃薯田中天敌为18头/百株（12~31头/百株），对照户田中天敌为11头/百株（0~18头/百株），学员户比对照户高63.6%，生态效益有较大提高。

4结语经过2007年马铃薯晚疫病综合防治农民田间学校的培训，受训农民的综防知识、行为、态度发生了变化。

通过在学员自己田中实施马铃薯晚疫病综防技术，经济效益、环境效益、社会效益均有较大的提高，为开展21世纪马铃薯晚疫病综合防治的新局面，探索出一定新路子和新方法。

但在培训中也还存在着一些具体问题：一是培训学员文化知识偏低，对马铃薯生态系统分析难以接受；二是综合防治与我县目前开展的统防统治存在着一定的矛盾；三是培训范围面窄；四是培训经费较少。

这些问题需在今后的培训中有待进一步的探索。

3结语综合上述国内外学者对微生物挥发性物质的研究，研究的对象包括细菌、放线菌和真菌。

其中对细菌的报道占大多数，包括芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、假单胞杆菌等，这些细菌分离自土壤、植物体表以及灌木丛，而分离自植物体内的内生菌，目前国内外还没有相关的报道。

内生菌由于与其宿主植物长期共同生活，获得了某些相关基因的直接传递，因而具备了相同次级代谢产物的生物合成途径，能够产生宿主植物所产生的某些杀虫、抗菌以及促进植物生长活性成分，而这些有效成分可来自于内生菌所产生的挥发性物质。

这样，植物源农药的有效成分就可望利用它们的某些内生菌来工业化生产，从而有效解决植物源农药生产原料问题、规模化生产问题及制剂现代化等问题，为我国植物源农药的广泛使用和农业生产的无公害化做出实质性贡献。

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