引言
番茄早疫?。╰omato early blight）在植株全部生長發育期能夠普遍發生，除抑制植株生長外，還會直接危害植物的莖、葉、果，其病斑常有輪紋，色深，具暗色霉層，多為圓形，一般被稱為黑斑。該病常年造成減產20%~30%,嚴重時可達 50%以上，甚至絕產[1].該病原茄鏈格孢菌可利用分生孢子多次重復侵染植物，并可利用外界媒介擴大侵染范圍，如不及時加以防治，會給農業經濟造成不可估量的損失[2].目前已經發現的鏈格孢菌屬真菌大約有500多種，可產生70多種有毒代謝產物--鏈格孢毒素，絕大部分兼性寄生在植物上，能引起多種植物病害。茄鏈格孢屬真菌，主要通過破壞寄主細胞的細胞壁、細胞質、細胞膜、線粒體、葉綠體、一些代謝相關的酶類以及介導寄主致病等方式兼性寄生生活[3].雖然使用農用化學藥品防治番茄早疫病見效快、成本低，但也引發了很多的問題。使用環境友好、衛生安全的植物保護方法以及生物來源的植物保護劑已成為未來防治番茄早疫植物真菌病害的必然趨勢。利用微生物來防治植物真菌病害，是當今植物真菌病害界十分熱門的研究領域之一。微生物防治是指通過生物間的相互作用，利用有益微生物[4]或其代謝產物抑制致病微生物生長的生物防治手段[5].微生物資源豐富，具有較強的選擇性，良好的防治效果，不破壞生態環境，對人體健康無害，且成本低，因此具有廣闊的發展前景[6].其中，植物真菌病害生物防治是指利用有益微生物抑制致病真菌的生長，對農作物真菌病害進行防治的方法[7].
目前，已知的拮抗微生物防治植物真菌病害的作用機制主要有重寄生作用、抗生作用、競爭作用和誘導抗性作用，實際應用中每一種拮抗菌發揮其抑菌效果往往不是只依靠某一種機制，而是多種生防機制共同作用的結果。目前，用于植物病害生物防治的拮抗微生物種類繁多，來源豐富，筆者主要就酵母菌、放線菌和細菌對番茄早疫真菌病害的防治研究進展做一綜述，旨在為本領域同行提供參考。
1 酵母菌防治番茄早疫病害研究現狀
酵母菌是一種在有氧和無氧環境下均可生存的單細胞真菌。由于它具有不產生抗菌素，生存能力強（耐受低溫、能在干燥的環境中存活較長時間），能迅速繁殖，可以產生胞外多糖，對化學農藥具有較強的耐受性等優點，所以酵母菌是一種具有良好應用前景的防治植物真菌病害的拮抗微生物[8].酵母菌作為生防菌的作用機制主要有競爭作用、寄生作用、誘導寄主產生抗病性以及直接作用于致病菌等[9].由于酵母菌本身不產生抗菌物質，所以競爭作用是酵母類拮抗菌發揮生防作用的主要作用機制[10].競爭作用的機理是通過拮抗菌與病原菌競爭營養物質、氧氣、水分、空間等資源，使病原菌的生長繁殖因缺乏必要的生存物質和生存環境而受到影響或導致死亡[11].
但競爭機制取決于拮抗菌和病原菌的種類，不同的種類競爭機制往往也不盡相同。近年來篩選了大量對番茄早疫病菌有抑制作用的酵母菌，周防震等[12]從120株酵母菌中篩選出11株對番茄早疫病菌有拮抗作用的酵母菌，其中有7株酵母菌，處于一定濃度范圍時，能完全抑制茄鏈格孢菌的生長，通過果實接種試驗法還發現酵母菌菌株L-1-6能夠有效抑制3個品種番茄的早疫病，平均抑菌率達77.8%.現已研究發現的能夠防治植物真菌病害的酵母菌有20多種，如季也蒙畢赤酵母（Pichia guilliermondii）、檸檬克勒克氏酵母（Kloeckera apiculati）、隱球酵母菌（Cryptococcus sp.）、假 絲 酵 母 菌 （Candida famata）、羅 倫 隱 球 酵 母（Cryptococcus laurentii）、季 氏 假 絲 酵 母 （Candidaguilliermondii）和紅酵母菌（Rhodotorula glutinis）[13]等。
2 放線菌防治番茄早疫病害研究現狀
放線菌是最早被研究且應用到生產中的能產生大量抗生素的一種生防微生物[14].抗生素是微生物產生的一種特殊的次生代謝產物，現有的抗生素中80%左右是由微生物產生的，對產生菌無害?？股丶炔皇羌毎膬Υ骛B料，也不參與細胞結構的構建，但它能夠通過影響微生物細胞代謝的某些過程或提高某些酶活性來抑制致病菌的生長或致使其死亡。如研究發現某些抗生素對微生物細胞壁的生物合成有阻礙作用，某些抗生素則能夠抑制蛋白質和核酸的合成。有的抗生素只能單一作用于某種微生物，有的則具有廣譜拮抗作用[15].抗生素的抗菌機制除了影響病原菌的形態結構和干擾代謝過程外，有的還能誘導植物防御反應相關酶的活性增高，從而提高植物抗病力[16].國內外利用放線菌防治番茄早疫病害有很多報道，如Verma等[17]發現，用3株內生放線菌菌株的孢子懸液處理種子，能有效拮抗番茄早疫病植物病原體的生長，并且能促進植物生長。植物內生放線菌Lj20是從健康辣椒根部分離得到的1株具有優良生防特性的菌株，該菌株萃取物對包括茄鏈格孢菌在內的4種病原真菌的菌絲生長、孢子萌發均有抑制作用，對細胞膜透性也有影響[18].
趙芳華等[19]以番茄早疫病菌為指示菌，從番茄栽培地土壤中分離出對指示菌有良好防治效果的3株細菌，其中放線菌FX-03的防治效果達到了75%以上。馬桂珍等[20]篩選出1株對包括番茄早疫病在內的9種植物病原真菌菌絲生長有抑制作用的抗真菌海洋放線菌。
有 60% 的 生 防 放 線 菌 來 源 于 鏈 霉 菌（Streptomycetaceae），鏈霉菌是一類能產生多種代謝產物的革蘭氏陽性菌。該菌對植物真菌病害的防治主要是依靠拮抗作用、植物誘導抗性作用和競爭作用，一般是其中2種或3種方式共同作用[21].據研究表明，部分鏈霉菌具有廣譜拮抗作用，腐生鏈霉菌10-4對20種植物病原真菌具有較強的抑制活性，特別是對鏈格孢菌、稻瘟病菌、小麥根腐病菌、絲核菌、炭疽病菌和玉米大斑病菌，菌絲生長的抑制率已超過90%,菌株10-4的5倍稀釋液對番茄早疫病的防治效果也能達到70%以上[22].胡楊等[23]從31株海洋微生物中篩選到12株對多種植物致病真菌具有拮抗作用的菌株，其中1株鏈霉菌對茄交鏈格孢霉的離體抑菌活性和化學農藥異菌脲相當。目前已有在生產上得到廣泛應用的鏈霉菌的代謝產物，如井崗霉素、武夷霉素等[24].
3 細菌防治番茄早疫病害研究現狀
由于細菌代謝產物簡單，易于培養，篩選范圍廣泛，故細菌作為拮抗微生物應用于實踐生產的潛力非常大。目前發現的拮抗細菌，主要包括芽孢桿菌屬（Bacillus spp.）、假單孢菌屬（Pseudomonas spp.）、紅酵母屬（Rhodotorula）和沙雷菌屬（Serratia spp.）等。研究表明，拮抗細菌的生防機制主要是抗生作用，抗生作用的機理是利用拮抗微生物產生的高濃度的抗菌物質，如抗菌肽、抗生素、次生代謝產物、水解酶類等來抑制病原菌的生長或致其死亡，從而達到防治植物真菌病害的目的[25].國外的研究者們發現了很多可以抑制番茄早疫病菌生長的細菌，如從油菜分離出來的內生菌Bacteria yc8 的發酵液可有效抑制茄鏈格孢菌孢子萌發和菌絲生長，顯微鏡下研究發現，該內生細菌的抑菌機制是能產生可導致病原菌細胞變形、細胞壁倒塌、細胞質泄露的物質[26].Ma等[27]發現的海洋細菌BacteriaL1-9 及其發酵液能有效抑制包括茄鏈格孢菌在內的 9種植物致病真菌的生長繁殖。Roberto Lanna Filho等[28]研究表明，番茄植株的附生細菌（如浸麻類芽孢桿菌、短小芽孢桿菌附生細菌）能大大降低早疫病的發病嚴重程度，能減少70%的植物病原細菌細胞數量，并能有效地拓殖番茄植物的葉面。類芽孢桿菌LentimorbusB-30488r 通過誘導番茄植株抗性、降解病原菌細胞壁、競爭葉面營養素來防治由茄鏈格孢菌引起的番茄早疫病，且不會影響到番茄植株根際微生物種群[29].
3.1 芽孢桿菌
在拮抗細菌的利用中，芽孢桿菌（Bacillus spp.）遍及土壤，耐熱，在特殊生境下易于存活[30],營養簡單，能分泌產生非致病性的蛋白質和代謝物，是目前生防細菌中研究較多的一類。因其易于培養，能夠形成抵抗力強的芽孢，是一類理想、安全的生防菌篩選對象[31].研究發現，Paenibacillus ehimensis KWN38表現出較高的抗真菌活性，該菌株產生的揮發性抗菌化合物具有強烈的真菌生長抑制作用，同時具有較高的纖維素酶、幾丁質酶、葡聚糖酶和蛋白酶活性，對番茄早疫病有明顯的抑制作用，是一種潛在的土傳真菌病害防治劑[32].
采用生長速率法研究發現，芽孢桿菌B1、B2、B6、B8與低濃度的撲海因混配對番茄早疫病菌有良好的抑制作用[33].測試了45株芽孢桿菌菌株抑制番茄早疫病菌的能力，發現其中28株有抑菌能力（表現出明顯的抑菌圈）。表明這28株芽孢桿菌能夠產生抑制茄鏈格孢菌生長的化合物[34].目前應用于植物病害的種類主要有枯草芽孢桿菌（B. subtilis）、蠟狀芽孢桿菌（B. cereus）、巨大芽孢桿菌（B. megateriums）、多粘芽孢桿菌（B. polymyxs）和短小芽孢桿菌（B. pumils）等[35].芽孢桿菌屬能夠產生不同的抗菌物質，如抗生素，它能夠產生70多種不同的抗生素，枯草芽孢桿菌是這些物質在屬的主要生產者?？莶菅挎邨U菌是一種產芽孢的革蘭氏陽性細菌，能夠產生耐熱、耐旱的內生孢子，抑制植物病原菌的范圍很廣，是一種理想的生防微生物，其抑制病原菌的作用機制包括競爭作用、拮抗作用、溶菌作用、促進植物生長、誘導植物產生抗病性等5個方面[36].黎起秦等[37]對番茄內生枯草芽孢桿菌B47進行了研究，發現該菌株入侵番茄植株后主要定殖在維管束的導管中。近幾年，有許多科學工作者陸續發現了對番茄早疫病菌有拮抗作用的枯草芽孢桿菌，進一步證實了其生防作用。楊冬靜等[38]從油菜田土壤中分離得到一株能夠在番茄根莖內長期定殖，且對番茄早疫病菌有明顯拮抗作用的枯草芽抱桿菌 NJ-18.胡青平等[6]對枯草芽孢桿菌QM34 研究發現，該菌株對番茄早疫真菌病害有較強拮抗作用，其拮抗機理也進行了深入的研究，與上述抑制病原菌的作用機制相符。目前國內外已有許多優良的、具有拮抗功能的枯草芽孢桿菌菌株應用于生產實踐。
3.2 乳酸菌
乳酸菌（Lactic acid bacteria,LAB）是一類形態、代謝性能和生理學特性不完全相同，可發酵碳水化合物產生乳酸的革蘭氏陽性細菌的統稱[39],是歐盟認定的具有安全推廣資質的微生物。乳酸菌在許多營養素豐富的環境和各種食品中被發現，例如在乳制品、肉類產品和蔬菜中。Sathe等[40]發現新鮮蔬菜有望成為抗真菌乳酸菌源。
乳酸菌長期被用作天然的食品發酵劑，不僅是因為它們有助于食品酸化和改善口感，更是因為它們有拮抗特性，能夠防止由于霉菌或細菌侵染所致的食品腐敗變質[41],在天然防腐的這個商業領域具有巨大發展潛能。這種抗菌活性與乳酸菌發酵過程中產生的多種抗菌化合物有關，如乳酸、乙酸、苯乳酸、二氧化碳、乙醇、過氧化氫、二乙酰、羥基脂肪酸、抗菌多肽以及細菌素[42],特別是其能產生抗菌多肽[43]和細菌素[44]的能力引起了科學界的廣泛關注。LAB還表現出抗真菌活性，有機酸[45]、羅氏菌素、脂肪酸、環二肽和蛋白類化合物等幾種具有可單獨或通過協同作用抑制真菌生長的低分子化合物被分離出來。有機酸主要通過協同作用降低環境pH來抑制真菌生長和代謝。羅氏菌素是由Lactobacillus reuteri 生產的具有廣譜抗菌作用的物質。羅氏菌素分子量低，抗菌譜廣，對霉菌具有一定程度的抑制作用，當Lactobacillus coryniformis將甘油轉化為3-HPA時，可以觀察到其抑真菌性能的增強，而抑菌性能的增加是由于甘油降解并生成羅氏菌素[46].脂肪酸具有抗真菌和抗細菌雙重抗性。Broberg等[47]在由 Lactobacillus plantarumstrains MiLAB 393 或 者MiLAB 14 發酵的青貯飼料中檢測到了相當產量的3-羥基癸酸和 2-羥基-4-甲基戊酸及其他抑真菌物質。
研究者認為，脂肪酸由于將真菌細胞膜中的脂質雙分子膜分開，影響了細胞膜的完整性，從而增加了細胞膜的流動性，造成細胞膜滲透性增加，使得細胞內的電解質及蛋白流失，最終造成細胞瓦解，使真菌細胞死亡[48].環二肽，又名2,5-二氧哌嗪，眾多的研究發現乳酸菌產生的環二肽具有抗真菌作用，如Dal Bello等[49]研究發現由Lactobacillus plantarum FST 1.7發酵上清液中分離的cyclo（L-Leu-L-Pro）和cyclo（L-Phe-L-Pro）具有抗真菌作用。目前，已有眾多的研究發現能夠產生對真菌有抑制作用的蛋白類化合物的乳酸菌，其中乳桿菌屬占主導地位。戚薇等從60株乳酸菌中篩選出9株菌對番茄早疫病菌的生長有抑制作用的乳酸菌，其中干酪乳桿菌IMAU10041對番茄早疫病菌有較高的抑菌活性，干酪乳桿菌IMAU10041發酵液經胰蛋白酶、中性蛋白、蛋白酶K處理后失去部分抑菌活性，這表明發酵液中可能含有蛋白類抑菌物質[50].
4 展望
茄鏈格孢菌屬引起的番茄早疫植物真菌病害危害面廣，在溫室和大田均可發??；危害品種多，除番茄外，還可侵染辣椒、馬鈴薯等茄科類植物；會直接危害果蔬的可食用部分，從而對人體健康造成傷害。目前番茄早疫植物真菌病害的防治主要依賴化學藥劑，但是長期使用化學藥劑會破壞生態系統、誘導抗藥性的產生、給人類健康造成難以預計的損傷，因此，使用安全無毒的微生物防治方法是未來發展的必然趨勢，有廣闊的應用前景。該病害的微生物防治近年來已經有了長足的發展，離體篩選出了很多具有生防作用的拮抗菌，如上所述，包括酵母菌、放線菌、細菌等。在國外，目前已有很多優良的拮抗菌應用于生產實踐 ,如美國Agraquest 公司用枯草芽孢桿菌菌株開發出了活菌殺菌劑，葉面施用可防治包括疫病在內的多種類型的植物真菌病害。但在國內，大多數生防手段和制劑的開發依然處于試驗探索階段，仍未見有大面積應用的、能有效防治茄鏈格孢菌屬引起的植物真菌病害的微生物制劑的相關報道。綜上，番茄早疫病害微生物防治今后的研究應主要集中在以下幾個方面。
4.1 增加可信度
很多拮抗菌都是實驗室離體篩選的，拮抗菌在實踐環境中的大規模應用效果有待進一步研究，所以需要建立快速、有效、大規模地拮抗菌篩選方法，進一步研究拮抗菌和植物原有微生物群落之間的相互作用，采用活體篩選，以確定實驗室離體篩選出的拮抗菌是否能在復雜的自然環境中起作用。
4.2 深入研究作用機理
茄鏈格孢菌真菌病害的微生物防治作用機理尚未完全清楚，只研究發現了幾種作用機制，但每種微生物的作用機理都不盡相同，起拮抗作用的微生物代謝產物大部分也未能在分子水平上闡述其本質，因此需要結合分子生物學、真菌學、細菌學、植物學、微生物學、基因工程等相關學科進行更進一步的研究，對拮抗菌進行改良，降低成本，改善性能，提高拮抗菌的穩定性，確保其能在商業生產條件下生產，使其加快商品化進程。
4.3 將微生物防治與其它防治方法相結合
微生物防治雖然有低毒、健康、無污染等優點，但同時也有防治效果不穩定、防治作用單一、商業化生產技術不完善等缺點，所以將拮抗微生物與物理的、化學的或與其他拮抗微生物結合防治，可能會產生增效作用。
4.4 拓寬生防微生物的研發途徑
目前生防微生物的獲取途徑還主要集中在常規環境，未來的研發過程中，應拓寬拮抗微生物的獲取途徑，關注極端環境微生物及其產生的代謝產物的開發利用。
參考文獻
[1] 曲一凡，張琪，浦冠勤。番茄早疫病菌生物學特性及綜防技術[J].長江蔬菜，2010（23）：37-38.
[2] 劉世建，謝穎飛，任麗，等。設施蔬菜番茄早疫病的發生規律及防治試驗[J].陜西農業科學，2013（5）：103-104.
[3] 康子騰，姜黎明，羅義勇，等。植物病原鏈格孢屬真菌的致病機制研究進展[J].生命科學，2013（9）：908-914
[4] 張俊華。微生物代謝產物作用于植物的研究探討[J].生命科學研究，2007,11（4）：44-47.
[5] 劉琴，劉翼，何月秋，等。我國植物病害生物防治綜述[J].安徽農學通報，2012,18（7）：67-69.
[6] 胡青平。番茄早疫病菌（Alternaria solani）廣譜拮抗微生物的選育及拮抗機理研究[D].西安：西北大學，2008.
[7] 張陽，劉重喜，王相晶，等。微生物代謝產物在植物病害防治中的應用[J].世界農藥，2013（3）：34-40.
