刘雪停 林晓民 夏彦飞

关键词：牡丹;内生细菌;生物防治;研究进展

牡丹（Peonia Suffruticosa）是毛莨科、芍药属植物，是多年生的落葉灌木，花期在4月份，果期在5月份。牡丹花大色艳，品种繁多，素有“国色天香”之称，更有“花中之王”的美誉。根据牡丹花的颜色可分为红、白、粉、黄、黑、绿、蓝、紫、复色九种，花型有13种，其中以黄色最为尊贵，绿色和黑色为晚期品种，且最为稀有。唐代诗人刘禹锡的“庭前芍药妖无格，池上芙蕖净少情。唯有牡丹真国色，花开时节动京城。”就完美诠释了牡丹的魅力。在清代末年，牡丹就曾被当作中国的国花。牡丹不只具有观赏价值，其根皮（丹皮）还具有清热活血、凉血散瘀等功效的药用价值，牡丹花瓣茶、牡丹精油及种子油料等还具有较高的经济价值。

牡丹产业的发展越来越全面和深入。由于植物内生菌已经成为生物防治工作者研究的热点，它作为生物防治手段优于化学防治，通过内生细菌产生的次生代谢物质、生态位定殖等作用机制来达到防治效果。而近年来关于牡丹内生菌研究也逐渐进入生物防治工作者的视野，尤其是内生细菌广泛受到生物防治工作者的研究和关注。

一、植物内生细菌的概念

内生菌一词是1866年由DeBary首先提出，当时内生菌的概念泛指内生真菌。在1992年由Kloepper第一次提出了植物内生细菌的概念，丰富了人们对内生菌的认识，为生物防治工作开辟了新的研究方向。内生菌广泛存在于植物内部，通过植物表面消毒的组织内部分离得到，它们与植物和谐存在。

内生菌不但能够促进植株的生长，还能防治植物病害。目前植物病害防治主要依赖于化学防治，而化学防治导致的农药残留、环境污染等问题日益严重，因此，生物防治越来越受到人们的关注。生物防治就是利用生物制成农药，从而降低有害生物的群体数量和不良影响。它与化学防治方法最大区别是生物农药的作用方式具有多样性，且能有效避免有害病原在短时间内产生抗性。植物内生细菌因其具有生物防治的生态位、不易受环境条件影响、能够很好地定植于植株的相应部位及可抵抗病原物入侵等独有的优势，成为生物防治植物病害的潜在资源生防菌，并在生物防治植物病害中比土壤根际的细菌更具有挖掘潜力。

目前已发现的植物内生细菌以土壤根际细菌居多，主要有芽孢杆菌属（Bacillus）、假单胞杆菌（Pseudomonas）、短小杆菌（Curtobacterium）、肠杆菌（Enterbacter）、欧文氏菌属（Erwinia）等。利用N+离子注入技术对菌株进行诱变等处理，从而获得优质生物防治菌株。在牡丹上分离得到的以芽孢杆菌属为优势种群，并且取得了很好的生物拮抗效果，为牡丹内生细菌的研发奠定了基础。

二、内生细菌生物防治作用机制

植物内生细菌的作用机制是产生抗生物质，这类抗生物质保护植物免受病原物的侵害，竞争营养物质抢占生态位点，降低病原物的次生代谢物质，诱导植物内部产生系统抗性。植物内生菌生活是在寄主植物组织内与宿主协同生长，同时，竞争营养和生态位点、保护等一系列作用。

（一）产生次生代谢物质

植物的内生细菌产生的脂肽类、几丁质酶一和葡聚糖酶等次生代谢物质对植物病原菌有着直接的抑制作用，这些代谢物质可在植物组织内运转，对病原菌的菌丝生长、孢子萌发等进行一系列的作用，使其生长形态发生改变和停止生长。芽孢杆菌脂肽类可以抑制病原真菌菌丝体的形成。何红一等从辣椒中分离得到的枯草芽孢杆菌，产生的环脂抗菌多肽对植物炭疽病原菌和番茄青枯病有很好的抑制作用。芽孢杆菌能分泌产生脂肽伊枯草菌素A和多马霉素，从而来对病原真菌的菌丝体形成进行破坏和生长抑制，抑制其进行产孢。沙雷氏菌（Serar tia pyl muthica）C48产生的壳多糖酶能抑制灰霉病菌（Botryt is cincrea）的孢子萌发和芽管伸长。枯草芽孢杆菌AFl可以通过分泌β-1，4-N-乙酰基氨基葡糖苷酶和β-1，3葡聚糖酶从而产生拮抗真菌的作用。

（二）竞争病原菌生态位点和营养物质

具有生物防治的植物内生细菌在进入寄主植物时和病原菌的方式基本相似，在进入时优先侵占病原菌的侵入位点，从而竞争病原菌生存所需的营养物质，并分泌产生抗菌的物质以此来阻止病原物的侵入，来保护寄主植物不受病原菌的侵害。黎起秦等发现枯草芽孢杆菌B47主要定殖于番茄（Lvcopersiconesculentum）维管束中，可以有效抑制番茄的内生病原菌的生长，以达到控制病原菌的发展。

（三）促生和诱导系统抗性ISR

植物内生细菌可以通过生物固氮来促进植物的生长，从而提高植物体的抵抗能力，并诱导植物抗病活性发生变化和增强相关活性水平。植物内生细菌为了应对病原物，在植物体内进化并产生了一套基础防卫系统和多重的抵御屏障，这些防御机能可以被系统性地全面激发，从而降低病害的发病频率，同时控制其严重程度，以此来促使植物系统获得抗性（systemic acquired resistance简称SAR）。由某种病原物初步侵染引发的防卫激活反应，将能够对多种病原物产生持久的抗性作用;而诱导系统抗性（induction 0f systemic resis-tance简称ISR）其与SAR作用效果相似，它的防卫反应是由有益的内生细菌激发产生的。王万能等在烟草内生菌118防治黑胫病时发现植物的POD、PAL活性较之前有明显的上升趋势。接种假单胞菌WCS417r的康乃馨（Dianthuscaryophillus）植株对镰刀菌的病原真菌所引起的枯萎病感病性明显呈降低趋势，黄瓜（Cucumissativus）对叶部病害炭疽病病原菌（Colletotrichum orbiculare）的感病性降低，这些是关于有益细菌激发ISR的首次报道。

芽孢杆菌是激发ISR最常见的有益细菌，现有报道证明，枯草芽孢杆菌GB03和解淀粉芽孢杆菌IN937a可以通过分泌具有挥发性的有机物质以此来激发植物体内的ISR反应。蜡样芽胞杆菌ARl56也能同时激发拟南芥植株的SAR和ISR，以此来增强其对丁香假单胞菌的番茄致病变种（P.syringae pv.tomato）菌株DC3000的抗性;Yang等发现生物防治细菌荧光假单胞菌HC1-07可以产生氯霉素来抑制病原菌，从而达到防治小麦根部的一些病害。陈刘军等的蜡样芽胞杆菌AR156也可通过诱导防御性酶和防卫基因从而增强水稻对纹枯病抗性。

三、牡丹内生细菌生物防治进展

牡丹作为集观赏、医药、油料作物于一体的综合性经济作物，目前关于牡丹内生菌的研究逐渐进入生物防治研究者的视野。何建清等对大花黄牡丹的内生真菌和放线菌做了初步筛选研究，用来对4种常见植物病害进行拮抗活性初步研究，分离获得1株具有抑菌广谱性、活性强的链霉菌属菌株。杨瑞先等从牡丹根部组织中分离得到内生菌用来防治牡丹的病原真菌病害，从牡丹组织内分离得到的苏云金芽孢杆菌、假真菌样芽孢杆菌对牡丹灰霉病原菌具有显著的抑制作用，其抑菌机制是导致牡丹的灰霉病原真菌的菌丝局部膨大、发生扭曲及畸形状态。郑艳等从凤丹植株组织内分离得到的内生细菌用来对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草杆菌、毛霉、黑线炭疽病、青霉、西瓜枯萎病和链格孢霉菌进行拮抗活性抑制，均有至少对其中一种病原有拮抗作用，其中X7菌株对上述病菌均有一定抑制作用。

牡丹的内生细菌相当丰富，现有研究报道可以为生物防治工作提供一定的基础，也为生物防治工作进一步的研究提供新方向。

四、问题与展望

通过现有报道可知，牡丹植株内生菌种群十分丰富，尤其是内生细菌更多。目前关于植物内生细菌的研究报道很多，但关于牡丹内生菌的研究匮乏，且针对性不强。因此，牡丹内生细菌生物型杀菌剂的开发研究工作任重道远，相信今后通过生物防治工作者的潜心研究，在牡丹内生细菌上能研发出广谱多靶标的生物防治菌株，作为防治植物病害的生物防治药剂，有效解决化学防治农药残留问题。值得注意的是，虽然植物内生细菌种类繁多，但不乏有些是致病细菌，它会比一般的细菌致病性更严重，将造成更严重的经济损失。