荧光假单胞菌防治植物病害研究现状与展望_孙广正
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荧光假单胞菌在 ＫＭＢ 固体培养基上于２８℃下培养２ｄ后，生长良好，菌落微隆起，砖红色，边缘呈波 浪 花纹 向外扩展，表面较湿润稍凸起不透明，易用接种针挑起，与该菌属下其他种类的典型区别在 于 能 产 生 水 溶 性 的 黄 绿色素（青脓素），紫外线（３６６ｎｍ）斜光照射下可见黄绿色荧光 。 ［２４－２６］ 荧 光 假 单 胞 菌 在 普 通 培 养 基、麦 康 凯、沙 门 和志贺菌属琼脂培养基平板上均可生长 。 ［９］ 在 ＰＤＡ 培养基上长势极弱或不生长，菌落深红色 。 ［２７］
微 生 物 的 良 好 生 长 需 要 培 养 基 各 组 分 浓 度 和 比 例 合 适 ，碳 源 和 氮 源 对 菌 体 的 生 长 或 蛋 白 的 表 达 影 响 较 大 ，浓 度太低会造成营养缺乏，限制菌体正常生长，进 而 影 响 代 谢 产 物 的 产 量 。 ［２８］ 国 内 外 一 些 学 者 对 荧 光 假 单 胞 菌 的 最佳生长条件做了研究。汤春梅等 对 ［２９］ 一些促生菌和生防菌的最适培养条件进 行 了 测 定 和 分 析，为 菌 株 的 最 佳 发酵条件和生态适应性评价提供了依据。Ｆａｒｈａｎｇｉ等 评 ［３０］ 估了 不 同 温 度 条 件 下 碳 酸 钙 对 荧 光 假 单 胞 菌 ＣＨＡ０－ ＲＩＦ 的影响，研究表明在１５℃，碳酸钙含量最大时，ＣＨＡ０－ＲＩＦ 存活的时间最长。昝继清和林炜铁 研 ［３１］ 究发现 菌 株ＪＸ１８最适培养基初始 ｐＨ 值７．０，培养温度３０℃，摇床转速 １６０ｒ／ｍｉｎ，最佳碳源和氮源分别为葡 萄 糖 和 蛋 白 胨。还有学者 研 ［３２］ 究了提高荧光假单胞菌抑 菌 活 性 的 最 佳 发 酵 配 方 和 培 养 条 件 为：果 糖 １．５％、蛋 白 胨 ３．０％、 ＫＨ２ＰＯ４０．１％、ＮａＣｌ ０．０４％、ＣａＣＯ３０．１％，起始 ｐＨ 为７．２，装瓶量５０ｍＬ／２５０ｍＬ，２８℃，２００ｒ／ｍｉｎ，种 子 液 接 种 量 为 １０％ ，摇 瓶 培 养 ４ｄ。
第４期
孙 广 正 等 ：荧 光 假 单 胞 菌 防 治 植 物 病 害 研 究 现 状 与 展 望
１７５
治桃根癌病取得成功。此后，探索植物病害的生物防治方法成为农业工作者努力的主要方向之一 ，并取得了较大 的成果 。 ［５］ 目前，成功应用于植物病害生物防治的微生物 涉 及 真 菌、细 菌、放 线 菌 等 很 多 生 物 种 群。 如 假 单 胞 菌 属（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）细菌能在植物根际土壤中 大 量 增 殖，许 多 菌 株 对 植 物 有 抑 制 病 害、促 进 生 长 的 作 用，其 中 荧 光 假单胞菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ）成为近几十年来研究报道最多、最具应用价值的一类生防菌 。 ［６］
＊Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ａｎｄ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｆｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｐｌａｎｔ ｄｉｓｅａｓｅｓ ｕｓｉｎｇ Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ
ＳＵＮ Ｇｕａｎｇ－Ｚｈｅｎｇ，ＹＡＯ Ｔｕｏ＊ ，ＺＨＡＯ Ｇｕｉ－Ｑｉｎ，ＬＵ Ｈｕ，ＭＡ Ｗｅｎ－Ｂｉｎ
Ｐｒａｔａｃｕｌｔｕｒａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｇａｎｓｕ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｇｒａｓｓｌａｎｄ Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００７０，Ｃｈｉｎａ
＊ 收稿日期：２０１４－０４－１０；改回日期：２０１４－０７－１８ 基 金 项 目 ：国 家 自 然 基 金 （３１３６０５８４）和 现 代 农 业 产 业 技 术 体 系 项 目 （Ｎｏ．ＣＡＲＳ－０８－Ｃ）资 助 。 作者简介：孙广正 （１９８８－），男，甘肃庆阳人，在读硕士。Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｕｎｆａｎｆａｎ８８５＠１６３．ｃｏｍ ＊通讯作者 Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ．Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｏｔｕｏ＠ｇｓａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
Ｓｕｎ Ｇ Ｚ，Ｙａｏ Ｔ，Ｚｈａｏ Ｇ Ｑ，Ｌｕ Ｈ，Ｍａ Ｗ Ｂ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ａｎｄ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｆｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｐｌａｎｔ ｄｉｓｅａｓｅｓ ｕｓｉｎｇ Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ．Ａｃｔａ
Ｐｒａｔａｃｕｌｔｕｒａｅ Ｓｉｎｉｃａ，２０１５，２４（４）：１７４－１９０．
荧光假单胞菌防治植物病害研究现状与展望
孙广正，姚拓＊ ，赵桂琴，卢虎，马文彬
（甘肃农业大学草业学院，草业生态系统教育部重点实验室，甘肃 兰州 ７３００７０）
摘要：随着植物病害的日趋严重，生物防治已经成 为 国 内 外 学 者 研 究 的 重 点，其 中，荧 光 假 单 胞 菌 尤 为 重 要。 本 研 究综述了荧光假单胞菌的培养特征（形态特征、生理生化特性、培养条件和与其他 菌 的 异 同）；从 不 同 类 群 的 植 物 分 离到防治病害的荧光假单胞菌；荧光假单胞菌的生防 效 果 （单 独 使 用 和 与 其 他 菌 或 物 质 交 互 使 用 的 防 治 效 果 ）；荧 光假单胞菌及活性物质防治植物病害 的 作 用 方 式 和 作 用 机 理；荧 光 假 单 胞 菌 在 医 学、农 业 和 环 保 领 域 中 的 危 害。 对其风险和在生物防治领域的发展前景做了评价和展望。 关 键 词 ：荧 光 假 单 胞 菌 ；植 物 病 害 ；生 物 防 治 ；作 用 机 制 ；风 险 评 价
荧光假单胞菌属薄壁菌门假单胞菌科假单胞菌属［７］，属于ｒＲＮＡⅠ群荧光假单胞菌 ＤＮＡ 同源组 。 ［８］ 荧光假 单胞菌 ＤＮＡ 同源群包括荧光假单胞 菌、铜 绿 假 单 胞 菌 和 恶 臭 假 单 胞 菌 。 ［９］ 依 据 菌 落 形 态、色 素、生 理 生 化 和 营 养的特性等 表 型 特 征 将 荧 光 假 单 胞 菌 分 为 ５ 个 生 物 型［７］：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ｇ。 荧 光 假 单 胞 菌 是 一 种 重 要 的 植 物 病 害生防菌和根际促生菌（ｐｌａｎｔ ｇｒｏｗｔｈ－ｐｒｏｍｏｔｉｎｇ ｒｈｉｚｏｂａｃｔｅｒｉａ，ＰＧＰＲ）［６，１０］，具 有 繁 殖 速 度 快、适 应 能 力 强、易 于 人工培养、制剂稳定、施用方便、不污染环 境、防 治 多 种 植 物 病 害 等 优 点。 该 菌 的 生 防 机 制 包 括：抗 生 素 作 用 、 ［１１］ 噬铁素对铁的营养竞争［１２］、有效的根 际 定 殖［１３］、次 生 抗 性 代 谢 物 和 ［１４］ 诱 导 植 物 系 统 抗 性 等 ［１５］ 。 最 早 对 荧 光 假 单胞菌生防作用的研究是在１９７８年发现 Ｐ．ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ处 理 马 铃 薯（Ｓｏｌａｎｕｍ ｔｕｂｅｒｏｓｕｍ）种 块 能 增 加 产 量 。 ［１６］ １９世纪７０年代首次提出荧光假单胞菌产生的噬铁素促进植物生长并抑制植物病害 ，１９８６ 年 首 次 报 道 克 隆 得 到 菌株 Ｐ．ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ ＨＶ３７ａ的抗生素基因 。 ［１７］ 荧光假单胞菌能够 产 生 １０ 多 种 抗 生 性 次 级 代 谢 产 物，在 生 物 防 治和生防菌剂的开发及应用方面有巨大的潜力 。 ［１８－１９］ 近年来，随着分子生物学的广泛渗入，通过对这些作用机制 的遗传性状进行分析，采用遗传工程加以改良，使得荧光假单胞菌具有更诱 人 的 生 防 效 果 。 ［１０］ 但 是，随 着 对 荧 光 假单胞菌的深入研究，一些学者发现荧光假 单 胞 菌 也 存 在 一 定 的 危 害 。 ［２０］ 为 便 于 研 究 和 了 解 该 菌，笔 者 对 荧 光 假 单 胞 菌 的 分 离 筛 选 及 其 培 养 特 征 、防 治 植 物 病 害 的 研 究 进 展 和 应 用 现 状 、防 治 植 物 病 害 的 主 要 作 用 机 制 以 及 荧 光 假 单 胞 菌 的 风 险 评 估 等 进 行 了 综 述 ，并 对 荧 光 假 单 胞 菌 在 生 物 防 治 领 域 的 发 展 前 景 进 行 了 展 望 ，旨 在 为 荧 光 假 单胞菌在防治植物病害中的进一步开发与应用提供基础资料。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｇｅｎｔｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ，ｈａｖｅ ｂｅｃｏｍｅ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｉｍｐｏｒ－ ｔａｎｔ ａｎｄ ｕｓｅｆｕｌ ｏｐｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｐｌａｎｔ ｄｉｓｅａｓｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ．Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｒｅｖｉｅｗｓ ｔｈｅ ｃｕｌｔｕｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｐ．ｆｌｕ－ ｏｒｅｓｃｅｎｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｃｕｌｔｕｒｅ ｃｏｎ－ ｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｉｍｉｌａｒｉｔｉｅｓ ｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｗｉｔｈ ｏｔｈｅｒ ｂａｃｔｅｒｉａ ａｌｓｏ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｆｒｏｍ ｖａｒｉｏｕｓ ｐｌａｎｔ ｇｒｏｕｐｓ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｄｉｓｅａｓｅｓ．Ｔｈｅ ｄｉｓｅａｓｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ Ｐ．ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ ｗｈｅｎ ｕｓｅｄ ａｌｏｎｅ ｏｒ ｔｏｇｅｔｈｅｒ ｗｉｔｈ ｏｔｈｅｒ ｂａｃｔｅｒｉａ ｏｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｓ ｉｓ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｔｈｅ ｍｏｄｅｓ ｏｆ ａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｂｏｔｈ Ｐ．ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ ａｎｄ ｂｉｏ－ａｃｔｉｖｅ ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｐｌａｎｔ ｄｉｓｅａｓｅｓ ａｒｅ ｅｌｕｃｉｄａｔｅｄ．Ｈａｚａｒｄｓ ｏｆ Ｐ．ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓｉｎ ｍｅｄｉｃｉｎｅ，ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ ｅｎｖｉ－ ｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅ ｏｕｔｌｏｏｋ ａｎｄ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｆｏｒ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｅｌｄ ａｒｅ ａｌｓｏ ｅｖａｌｕａ－ ｔｅｄ ａｎｄ ａ ｆｉｅｌｄ ｒｉｓｋ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ；ｐｌａｎｔ ｄｉｓｅａｓｅｓ；ｂｉｏｃｏｎｔｒｏｌ；ｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ｒｉｓｋ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ
植物病害是植物在生物或非生物因子影响下，发生一系列形态、生理和生化上的 病 理 变 化，阻 碍 了 植 物 正 常 生长、发育进程，从而影响经济效益的现象 。 ［１］ 目前，植物病害防治主要依赖化学农药。然而，长期大量施用 化 学 农药导致农药残留及环境污染，危害人类健康并破坏生态平衡，同时也使病原菌产生 了 严 重 的 抗 药 性。 因 此，探 寻其他环保、环境友好型防治方法已刻不容缓［２－３］。２０ 世 纪 ７０ 年 代 初，Ｋｅｒｒ［４］利 用 放 射 性 土 壤 杆 菌 Ｋ８４ 菌 株 防
第 ２４ 卷 第 ４ 期 Ｖｏｌ．２４，Ｎｏ．４
草 业 学 报 ＡＣＴＡ ＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥ ＳＩＮＩＣＡ
２０１５ 年 ４ 月 Ａｐｒｉ２０１５０４２１
ｈｔｔｐ：／／ｃｙｘｂ．ｌｚｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
孙 广 正 ，姚 拓 ，赵 桂 琴 ，卢 虎 ，马 文 彬 ．荧 光 假 单 胞 菌 防 治 植 物 病 害 研 究 现 状 与 展 望 ．草 业 学 报 ，２０１５，２４（４）：１７４－１９０．
１ 荧 光 假 单 胞 菌 的 培 养 特 征
荧 光 假 单 胞 菌 是 典 型 的 革 兰 氏 阴 性 菌 ，电 镜 观 察 其 菌 体 呈 杆 状 ，对 数 生 长 期 时 大 小 一 般 为 （０．７～０．８）μｍ× （２．３～２．８）μｍ，呈单个或成对排列，具有极生鞭毛，偶见无鞭毛无动力的菌株，运动活泼，不形成芽孢。ＤＮＡ 的 Ｇ＋Ｃ 比例范围为５９．４～６１．３ 克分子％，生物型 Ⅳ 有最低值，生物型 Ⅱ 有最高值 。 ［７］ 该菌能液化明胶，葡萄糖 发 酵 、蔗 糖 发 酵 、乳 糖 发 酵 均 为 阳 性 ，并 且 能 以 多 种 醇 类 物 质 作 为 碳 源 ，不 能 利 用 乙 醇 、Ｌ－鼠 李 糖 等 。 甲 基 红 试 验 、柠 檬酸盐发酵、接触酶反应均为阳性，水解淀粉、脂酶反 应 阴 性，对 青 霉 素 有 抗 性，不 产 生 绿 脓 菌 素 。 ［２１－２２］ 具 有 分 解 纤维素、蛋白质和结合 Ｆｅ３＋ 的能力，但不能分解几丁质 。 ［２３］ 有 些 菌 株（生 物 型 Ⅱ，Ⅲ 和 Ⅳ）能 进 行 反 硝 化，生 物 型 Ⅰ和Ⅲ在卵黄反 应 中 为 阳 性，生 物 型 Ⅰ 一 般 可 分 解 脂 肪，生 物 型 Ⅱ 不 解 脂 。 ［７］ 营 专 性 好 氧 生 活，可 在 ｐＨ ５．７ 和 ７％ ＮａＣｌ的环境中生长，最适生长温度约２５～３０℃。大多数菌株在４℃或４℃以下生长，在４１℃不生长。
微 生 物 的 良 好 生 长 需 要 培 养 基 各 组 分 浓 度 和 比 例 合 适 ，碳 源 和 氮 源 对 菌 体 的 生 长 或 蛋 白 的 表 达 影 响 较 大 ，浓 度太低会造成营养缺乏，限制菌体正常生长，进 而 影 响 代 谢 产 物 的 产 量 。 ［２８］ 国 内 外 一 些 学 者 对 荧 光 假 单 胞 菌 的 最佳生长条件做了研究。汤春梅等 对 ［２９］ 一些促生菌和生防菌的最适培养条件进 行 了 测 定 和 分 析，为 菌 株 的 最 佳 发酵条件和生态适应性评价提供了依据。Ｆａｒｈａｎｇｉ等 评 ［３０］ 估了 不 同 温 度 条 件 下 碳 酸 钙 对 荧 光 假 单 胞 菌 ＣＨＡ０－ ＲＩＦ 的影响，研究表明在１５℃，碳酸钙含量最大时，ＣＨＡ０－ＲＩＦ 存活的时间最长。昝继清和林炜铁 研 ［３１］ 究发现 菌 株ＪＸ１８最适培养基初始 ｐＨ 值７．０，培养温度３０℃，摇床转速 １６０ｒ／ｍｉｎ，最佳碳源和氮源分别为葡 萄 糖 和 蛋 白 胨。还有学者 研 ［３２］ 究了提高荧光假单胞菌抑 菌 活 性 的 最 佳 发 酵 配 方 和 培 养 条 件 为：果 糖 １．５％、蛋 白 胨 ３．０％、 ＫＨ２ＰＯ４０．１％、ＮａＣｌ ０．０４％、ＣａＣＯ３０．１％，起始 ｐＨ 为７．２，装瓶量５０ｍＬ／２５０ｍＬ，２８℃，２００ｒ／ｍｉｎ，种 子 液 接 种 量 为 １０％ ，摇 瓶 培 养 ４ｄ。
第４期
孙 广 正 等 ：荧 光 假 单 胞 菌 防 治 植 物 病 害 研 究 现 状 与 展 望
１７５
治桃根癌病取得成功。此后，探索植物病害的生物防治方法成为农业工作者努力的主要方向之一 ，并取得了较大 的成果 。 ［５］ 目前，成功应用于植物病害生物防治的微生物 涉 及 真 菌、细 菌、放 线 菌 等 很 多 生 物 种 群。 如 假 单 胞 菌 属（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）细菌能在植物根际土壤中 大 量 增 殖，许 多 菌 株 对 植 物 有 抑 制 病 害、促 进 生 长 的 作 用，其 中 荧 光 假单胞菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ）成为近几十年来研究报道最多、最具应用价值的一类生防菌 。 ［６］
＊Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ａｎｄ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｆｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｐｌａｎｔ ｄｉｓｅａｓｅｓ ｕｓｉｎｇ Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ
ＳＵＮ Ｇｕａｎｇ－Ｚｈｅｎｇ，ＹＡＯ Ｔｕｏ＊ ，ＺＨＡＯ Ｇｕｉ－Ｑｉｎ，ＬＵ Ｈｕ，ＭＡ Ｗｅｎ－Ｂｉｎ
Ｐｒａｔａｃｕｌｔｕｒａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｇａｎｓｕ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｇｒａｓｓｌａｎｄ Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００７０，Ｃｈｉｎａ
＊ 收稿日期：２０１４－０４－１０；改回日期：２０１４－０７－１８ 基 金 项 目 ：国 家 自 然 基 金 （３１３６０５８４）和 现 代 农 业 产 业 技 术 体 系 项 目 （Ｎｏ．ＣＡＲＳ－０８－Ｃ）资 助 。 作者简介：孙广正 （１９８８－），男，甘肃庆阳人，在读硕士。Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｕｎｆａｎｆａｎ８８５＠１６３．ｃｏｍ ＊通讯作者 Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ．Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｏｔｕｏ＠ｇｓａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
Ｓｕｎ Ｇ Ｚ，Ｙａｏ Ｔ，Ｚｈａｏ Ｇ Ｑ，Ｌｕ Ｈ，Ｍａ Ｗ Ｂ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ａｎｄ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｆｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｐｌａｎｔ ｄｉｓｅａｓｅｓ ｕｓｉｎｇ Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ．Ａｃｔａ
Ｐｒａｔａｃｕｌｔｕｒａｅ Ｓｉｎｉｃａ，２０１５，２４（４）：１７４－１９０．
荧光假单胞菌防治植物病害研究现状与展望
孙广正，姚拓＊ ，赵桂琴，卢虎，马文彬
（甘肃农业大学草业学院，草业生态系统教育部重点实验室，甘肃 兰州 ７３００７０）
摘要：随着植物病害的日趋严重，生物防治已经成 为 国 内 外 学 者 研 究 的 重 点，其 中，荧 光 假 单 胞 菌 尤 为 重 要。 本 研 究综述了荧光假单胞菌的培养特征（形态特征、生理生化特性、培养条件和与其他 菌 的 异 同）；从 不 同 类 群 的 植 物 分 离到防治病害的荧光假单胞菌；荧光假单胞菌的生防 效 果 （单 独 使 用 和 与 其 他 菌 或 物 质 交 互 使 用 的 防 治 效 果 ）；荧 光假单胞菌及活性物质防治植物病害 的 作 用 方 式 和 作 用 机 理；荧 光 假 单 胞 菌 在 医 学、农 业 和 环 保 领 域 中 的 危 害。 对其风险和在生物防治领域的发展前景做了评价和展望。 关 键 词 ：荧 光 假 单 胞 菌 ；植 物 病 害 ；生 物 防 治 ；作 用 机 制 ；风 险 评 价
荧光假单胞菌属薄壁菌门假单胞菌科假单胞菌属［７］，属于ｒＲＮＡⅠ群荧光假单胞菌 ＤＮＡ 同源组 。 ［８］ 荧光假 单胞菌 ＤＮＡ 同源群包括荧光假单胞 菌、铜 绿 假 单 胞 菌 和 恶 臭 假 单 胞 菌 。 ［９］ 依 据 菌 落 形 态、色 素、生 理 生 化 和 营 养的特性等 表 型 特 征 将 荧 光 假 单 胞 菌 分 为 ５ 个 生 物 型［７］：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ｇ。 荧 光 假 单 胞 菌 是 一 种 重 要 的 植 物 病 害生防菌和根际促生菌（ｐｌａｎｔ ｇｒｏｗｔｈ－ｐｒｏｍｏｔｉｎｇ ｒｈｉｚｏｂａｃｔｅｒｉａ，ＰＧＰＲ）［６，１０］，具 有 繁 殖 速 度 快、适 应 能 力 强、易 于 人工培养、制剂稳定、施用方便、不污染环 境、防 治 多 种 植 物 病 害 等 优 点。 该 菌 的 生 防 机 制 包 括：抗 生 素 作 用 、 ［１１］ 噬铁素对铁的营养竞争［１２］、有效的根 际 定 殖［１３］、次 生 抗 性 代 谢 物 和 ［１４］ 诱 导 植 物 系 统 抗 性 等 ［１５］ 。 最 早 对 荧 光 假 单胞菌生防作用的研究是在１９７８年发现 Ｐ．ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ处 理 马 铃 薯（Ｓｏｌａｎｕｍ ｔｕｂｅｒｏｓｕｍ）种 块 能 增 加 产 量 。 ［１６］ １９世纪７０年代首次提出荧光假单胞菌产生的噬铁素促进植物生长并抑制植物病害 ，１９８６ 年 首 次 报 道 克 隆 得 到 菌株 Ｐ．ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ ＨＶ３７ａ的抗生素基因 。 ［１７］ 荧光假单胞菌能够 产 生 １０ 多 种 抗 生 性 次 级 代 谢 产 物，在 生 物 防 治和生防菌剂的开发及应用方面有巨大的潜力 。 ［１８－１９］ 近年来，随着分子生物学的广泛渗入，通过对这些作用机制 的遗传性状进行分析，采用遗传工程加以改良，使得荧光假单胞菌具有更诱 人 的 生 防 效 果 。 ［１０］ 但 是，随 着 对 荧 光 假单胞菌的深入研究，一些学者发现荧光假 单 胞 菌 也 存 在 一 定 的 危 害 。 ［２０］ 为 便 于 研 究 和 了 解 该 菌，笔 者 对 荧 光 假 单 胞 菌 的 分 离 筛 选 及 其 培 养 特 征 、防 治 植 物 病 害 的 研 究 进 展 和 应 用 现 状 、防 治 植 物 病 害 的 主 要 作 用 机 制 以 及 荧 光 假 单 胞 菌 的 风 险 评 估 等 进 行 了 综 述 ，并 对 荧 光 假 单 胞 菌 在 生 物 防 治 领 域 的 发 展 前 景 进 行 了 展 望 ，旨 在 为 荧 光 假 单胞菌在防治植物病害中的进一步开发与应用提供基础资料。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｇｅｎｔｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ，ｈａｖｅ ｂｅｃｏｍｅ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｉｍｐｏｒ－ ｔａｎｔ ａｎｄ ｕｓｅｆｕｌ ｏｐｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｐｌａｎｔ ｄｉｓｅａｓｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ．Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｒｅｖｉｅｗｓ ｔｈｅ ｃｕｌｔｕｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｐ．ｆｌｕ－ ｏｒｅｓｃｅｎｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｃｕｌｔｕｒｅ ｃｏｎ－ ｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｉｍｉｌａｒｉｔｉｅｓ ｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｗｉｔｈ ｏｔｈｅｒ ｂａｃｔｅｒｉａ ａｌｓｏ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｆｒｏｍ ｖａｒｉｏｕｓ ｐｌａｎｔ ｇｒｏｕｐｓ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｄｉｓｅａｓｅｓ．Ｔｈｅ ｄｉｓｅａｓｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ Ｐ．ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ ｗｈｅｎ ｕｓｅｄ ａｌｏｎｅ ｏｒ ｔｏｇｅｔｈｅｒ ｗｉｔｈ ｏｔｈｅｒ ｂａｃｔｅｒｉａ ｏｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｓ ｉｓ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｔｈｅ ｍｏｄｅｓ ｏｆ ａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｂｏｔｈ Ｐ．ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ ａｎｄ ｂｉｏ－ａｃｔｉｖｅ ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｐｌａｎｔ ｄｉｓｅａｓｅｓ ａｒｅ ｅｌｕｃｉｄａｔｅｄ．Ｈａｚａｒｄｓ ｏｆ Ｐ．ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓｉｎ ｍｅｄｉｃｉｎｅ，ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ ｅｎｖｉ－ ｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅ ｏｕｔｌｏｏｋ ａｎｄ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｆｏｒ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｅｌｄ ａｒｅ ａｌｓｏ ｅｖａｌｕａ－ ｔｅｄ ａｎｄ ａ ｆｉｅｌｄ ｒｉｓｋ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ；ｐｌａｎｔ ｄｉｓｅａｓｅｓ；ｂｉｏｃｏｎｔｒｏｌ；ｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ｒｉｓｋ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ
植物病害是植物在生物或非生物因子影响下，发生一系列形态、生理和生化上的 病 理 变 化，阻 碍 了 植 物 正 常 生长、发育进程，从而影响经济效益的现象 。 ［１］ 目前，植物病害防治主要依赖化学农药。然而，长期大量施用 化 学 农药导致农药残留及环境污染，危害人类健康并破坏生态平衡，同时也使病原菌产生 了 严 重 的 抗 药 性。 因 此，探 寻其他环保、环境友好型防治方法已刻不容缓［２－３］。２０ 世 纪 ７０ 年 代 初，Ｋｅｒｒ［４］利 用 放 射 性 土 壤 杆 菌 Ｋ８４ 菌 株 防
第 ２４ 卷 第 ４ 期 Ｖｏｌ．２４，Ｎｏ．４
草 业 学 报 ＡＣＴＡ ＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥ ＳＩＮＩＣＡ
２０１５ 年 ４ 月 Ａｐｒｉ２０１５０４２１
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孙 广 正 ，姚 拓 ，赵 桂 琴 ，卢 虎 ，马 文 彬 ．荧 光 假 单 胞 菌 防 治 植 物 病 害 研 究 现 状 与 展 望 ．草 业 学 报 ，２０１５，２４（４）：１７４－１９０．
１ 荧 光 假 单 胞 菌 的 培 养 特 征
荧 光 假 单 胞 菌 是 典 型 的 革 兰 氏 阴 性 菌 ，电 镜 观 察 其 菌 体 呈 杆 状 ，对 数 生 长 期 时 大 小 一 般 为 （０．７～０．８）μｍ× （２．３～２．８）μｍ，呈单个或成对排列，具有极生鞭毛，偶见无鞭毛无动力的菌株，运动活泼，不形成芽孢。ＤＮＡ 的 Ｇ＋Ｃ 比例范围为５９．４～６１．３ 克分子％，生物型 Ⅳ 有最低值，生物型 Ⅱ 有最高值 。 ［７］ 该菌能液化明胶，葡萄糖 发 酵 、蔗 糖 发 酵 、乳 糖 发 酵 均 为 阳 性 ，并 且 能 以 多 种 醇 类 物 质 作 为 碳 源 ，不 能 利 用 乙 醇 、Ｌ－鼠 李 糖 等 。 甲 基 红 试 验 、柠 檬酸盐发酵、接触酶反应均为阳性，水解淀粉、脂酶反 应 阴 性，对 青 霉 素 有 抗 性，不 产 生 绿 脓 菌 素 。 ［２１－２２］ 具 有 分 解 纤维素、蛋白质和结合 Ｆｅ３＋ 的能力，但不能分解几丁质 。 ［２３］ 有 些 菌 株（生 物 型 Ⅱ，Ⅲ 和 Ⅳ）能 进 行 反 硝 化，生 物 型 Ⅰ和Ⅲ在卵黄反 应 中 为 阳 性，生 物 型 Ⅰ 一 般 可 分 解 脂 肪，生 物 型 Ⅱ 不 解 脂 。 ［７］ 营 专 性 好 氧 生 活，可 在 ｐＨ ５．７ 和 ７％ ＮａＣｌ的环境中生长，最适生长温度约２５～３０℃。大多数菌株在４℃或４℃以下生长，在４１℃不生长。