植物病害生物防治专家讲座.pptx

一、基本概念l植物病害生物防治：就是利用生物及其代谢产物防治植物病害，控制病原体，其实质就是利用生物种间、种内关系，调整有害生物种群密度。l传统植物病害生物防治：在农业生态系统中调整寄主植物微生物环境，使其有利于寄主而不利于病原，或者使其对寄主与病原物相互作用产生有利于寄主而不利于病原物影响，从而到达防治病害目标。这一概念由我国植物病理学家陈延熙依据多年实践和国际上生物防治发展方向于1980年代提出，表明人们对于病害生物防治认识已从单纯依靠拮抗微生物来控制病原或病害，发展到借助各种原因来创建一个有利于寄主而不利于病原物或病害发展生物环境，以实现病害防治。l广义植物病害生物防治：使用自然或改造生物体、基因产物降低有害生物作用，并有益于有益生物如作物、树木、动物、益虫及微生物。这一概念由美国农业部提出，包含了寄主植物抗病性利用及有益生物代谢产物利用。植物病害生物防治专家讲座第1页二、植物病害生物防治发展历史l植物病害生物防治科学记载是从Stanford（1926）报道土壤中一些拮抗性微生物对于土传病原菌抑制开始。l当初美国马铃薯上发生一个放线菌Streptomyces scabies引发疮茄病，Millard于1921年曾报道施用绿肥能够减轻这种病害，而经Stanford分析证实是因为绿肥促使土壤中拮抗微生性放线菌增加所致，并指出其防治生物学实质。并在植物病理学中首先使用“生物防治”一词，但这一发觉当初并未引发普遍关注。l1940年代，青霉素问世，人们再次掀起寻找拮抗微生物高潮，尤其是土壤腐生拮抗放线菌发展较快，植物病害生物防治方面也开展了拮抗性放线菌分离应用研究，主要作为一个活菌剂用于土壤和种子处理以防治苗期病害，收到显著效果。1.拮抗微生物发觉与应用阶段植物病害生物防治专家讲座第2页l农用抗生素是随医用抗生素发展而发展起来，起初有些植病工作者利用医用链霉素和土霉素防治果树、蔬菜病害，收到一定效果，因而引发广泛注意。l1950年代，日本因汞制剂停顿生产使用，开始加强农用抗生素研究。1958年，竹内等筛选出灭瘟素（blasticidin S），用于防治稻瘟病，取得显著效果。l日本相继筛选出春日霉素（kasugamycin）、多氧霉素（polyoxin）、有效霉素（validamycin），都有较大批量生产，曾一度代替化学农药在生产上大面积应用，产品远销许多国家。l俄罗斯、美国、英国、日本、德国、匈牙利、意大利、印度和丹麦等果，都已把农用抗生素研究列入国家重点规划，受到尤其重视。2.农用抗生素研究与应用阶段植物病害生物防治专家讲座第3页l1950年代早期，曾筛选出一批有效菌种用于生产实践。l1950年代1960年代，集中研究放线菌及其代谢产物对植物病原菌拮抗作用和防病机理，尹莘耕等（1955,1959）对链霉菌5406抗生菌剂研制是这一时期代表性工作。l1970年代末至1980年代末，植物保健菌、增产菌制剂研制，提出“植物体自然生态系”论点，促进了植物病害生物防治研究发展（陈延熙等，1985）。l1980年代中后期，以芽孢杆菌为主各种拮抗剂研究汇报陆续发表，同时，应用于植物病害生物防治交叉保护、诱导抗性、防病抗病遗传工程植物和微生物研究也取得瞩目标结果。3.我国植物病害生物防治研究与应用植物病害生物防治专家讲座第4页三、植物病害生物防治理论基础l植物病害发生与3个方面原因相关，即病原物、寄主和环境条件（如温度、湿度、光照等）。这些原因改变、平衡会影响植物病害发展或不发展、发生轻与重。自然条件下，病原微生物与许各种病原物之间存在着拮抗、竞争关系。l病害生物防治技术就是把自然状态下，与病原微生物存在拮抗作用或竞争关系极少许微生物，经过人工筛选培养、繁殖后，再用到作物上，增大结抗菌种群量，或者将结抗菌中起作用有效成份分离出来，进行工业化大批量生产，作为农药使用，到达防治病害目标。前者称为微生物农药，后者称为农用抗生素。这是植物病害生物防治基本原理。l病害生物防治菌对病原菌作用包含抗生、重寄生、竞争、捕食、交互保护和诱导抗病作用等方式。植物病害生物防治专家讲座第5页（一）抗生作用l抗生作用（antibiosis）是指生物防治菌能够产生对病原微生物含有抗生作用物质，如几丁质酶、抗生素、细菌毒素等，能限制、控制或影响病原微生物生存或活动，甚至杀死病原微生物。l生物防治菌在生长过程中产生抑菌活性代谢产物抑制病原微生物生长，在试管培养（in vitro）上能够经常观察到，即抑菌圈。抑菌圈是福莱明发觉青霉素过程中提出一个词汇。他发觉，接种了青霉培养皿中，青霉周围不生长细菌，而在远离青霉地方有细菌生长。不生长细菌地方，是一个以青霉菌落为圆心规则圆圈，这个圆圈被福莱明称为抑菌圈。1.概念植物病害生物防治专家讲座第6页l抗生物质是指微生物（尤其是放线菌）在生长过程中所产生低分子质量次生代谢产物，在较低浓度下能抑制其它生物生长或将其杀死活性物质。l早期研究中发觉微生物产生抗性物质因为对细菌有抗菌或杀菌活性，用于治疗由细菌引发疾病，故称为抗生素（antibiotic），以后发觉抗生素还有一定杀虫、除草、抗肿瘤、抗病毒和抗寄生虫功效。l抗生素在植物病害生物防治中一样含有主要作用，同一生物防治微生物菌株能够产生各种抗生素，不一样生物防治微生物也可产生相同抗生素。植物病害生物防治专家讲座第7页l如芽孢杆菌、木霉、假单胞杆菌以及放线菌都能分别产生各种抗菌物质。芽孢杆菌木霉假单胞杆菌放线菌植物病害生物防治专家讲座第8页lSilo-Suh等（1989）用离子交换色谱和高压纸电泳（HVPE）从蜡样芽胞杆菌Bacillus cereus UW85菌株中分离到分子质量为396 u线状聚酰胺类抗生素zwittermicin A，以及包含有二糖氨基糖苷类抗菌素antibiotic B，对紫花苜蓿猝倒病菌苜蓿疫霉Phytophthora medicaginis含有抑菌作用。作用机理是zwittermicin A抑制菌丝生长，而antibiotic B则使菌丝肿胀。zwittermicin Aantibiotic B紫花苜蓿植物病害生物防治专家讲座第9页lLeifert等（1995）用薄层色谱法从枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis CL27和短小芽孢杆菌Bacillus pumilus CL45肉汤发酵液中分离到3种抗菌物质，其中2种经TDM试剂处理在薄层色谱TLC板上表现为蓝色至蓝绿色，证实为肽类。lHan等（）利用H-NMR、C-NMR、HMBC、HMQC以及质谱仪判定了Bacillus sp.产生大环内脂A（macrolactin A）和脂肽iturin A（伊枯草菌素）能抑制疮茄病链霉菌Streptomyces scabiei。枯草芽孢杆菌菌落枯草芽孢杆菌菌体植物病害生物防治专家讲座第10页lMaget-Dana等（1994）研究表明，iturin作用机制是其分子将疏水端插入细胞膜自动形成一个“孔道”造成细胞质渗漏。大环内脂A（macrolactin A）脂肽iturin A（伊枯草菌素）植物病害生物防治专家讲座第11页lSantos和Marquina（）利用SDS-PAGE从膜醭毕赤酵母Pichia membranaefaciens CYC1106菌株中分离纯化分子质量为18 ku抗葡萄灰霉病菌Botrytis cinerea蛋白killer toxin。l季也蒙毕赤酵母Pichia guilliermondii能够向外分泌降解病原菌细胞壁上-1,3-葡萄糖酶，当这种酵母菌与灰霉病菌菌丝体分离后，灰霉病菌菌丝体上原与酵母菌链接部位出现坏死和部分细胞壁降解区域。lNielsen等（）发觉，甜菜根际沙壤土中荧光假单胞杆菌Pseudomonas fluorescent产生含有抗生素作用和表面活性环形脂肽CLP（cyclic lipopeptide）。l国外研究较多生物防治菌株荧光假单胞杆菌能合成各种抗菌活性代谢产物，如氢氰酸（HCN）、2,4-二乙基间苯三酚（2,4-DAPG）以及藤黄绿脓菌素（pyoluteorin）；木霉还能产生各种抗菌活性物质和含有抑菌作用酶类，在生物防治中饰演主要角色。植物病害生物防治专家讲座第12页2.抗生物质类别（1）普通分类l小分子多糖物质，即抗生素。l微生物产生有毒代谢物。l大分子抗菌蛋白（多肽、脂肽）或细胞壁降解酶类（胞外酶）以及嗜铁素等。葡聚糖酶植物病害生物防治专家讲座第13页（2）依据化学结构分类l-内酰胺（-lactam）类抗生素：分子结构中含有一个-内酰胺四元环，抑制细菌细胞壁主要成份肽聚糖合成，如青霉素和头孢美素等。l氨基糖苷（aminoglycosides）类抗生素：分子辞退中含有糖苷或氨基糖苷，如链霉素和庆大霉素。链霉素庆大霉素植物病害生物防治专家讲座第14页l四环素（tetracylines）类抗生素：在核糖体水平抑制蛋白质合成，如四环素。l蒽环（anthraclines）类抗生素：含有一个蒽环，在DNA水平干扰拓扑异构酶（toposiomerase）活性，故常作为抗肿瘤药品，如柔红霉素。四环素第一个被发觉蒽环类抗生素-柔红霉素植物病害生物防治专家讲座第15页（3）依据用途分类l分为农用抗生素和医用抗生素。农用抗生素即应用于农业生产中用于防治病、虫、草等有害生物抗生素，当前很多类别已发展为生物农药。l自1950年代日本开发出第一个农用抗生素杀稻瘟菌素-S以来，农用抗生素研究取得了巨大进展，我国生产井冈霉素、武夷霉素、变构霉素等抗生素，已广泛应用于农作物病害防治，在植物病害生物防治中发挥了重大作用。（4）依据起源分类l天然抗生素：由微生物代谢过程中产生抗生素；l半合成抗生素：经过对天然抗生素进行化学修饰合成取得抗生素；l全合成抗生素：仿照天然抗生素结构，完全采取化学合成方法合成抗生素。植物病害生物防治专家讲座第16页3.抗生物质特点l化学结构复杂：与化学合成农药相比，大多数农用抗生素化学结构较为复杂。l应用剂量低：因为抗生物质生物活性高，故极低剂量浓度对病原物起到良好抑制效果。l环境相容性好：抗生素作为来自于自然界微生物次级代谢产物，含有易于被生物或自然原因分解、在环境中不易积累、残留期短优点，含有快速资源再生性。l生物选择性高：大多农用抗生素对高等动物和非靶标生物毒性很低，环境安全，与化学合成农药相比，对有害生物相对不易产生抗药性。l生产过程安全：在生产过程中，排污少，对环境负面影响较小，且其副产品还能够加工为饲料或肥料等再度利用。植物病害生物防治专家讲座第17页4.抗生作用生物防治机制l直接作用于病原菌而产生抑制作用l造成病原菌细胞畸形，产生大量泡状物。破坏细胞壁，引发细胞内含物外溢。如木霉可产生几丁质酶、-1,3-葡聚糖酶、纤维素酶和蛋白酶等来分解植物病原物细胞壁。l生物防治微生物产生抗菌蛋白及胞外裂解酶类，在不一样阶段作用于DNA和RNA合成、蛋白质合成、能力代谢系统、细胞壁等，表现出抑制菌丝生长使菌丝畸变原生质凝聚和小分子物质外流等。不一样抗生素作用位点不一样，如链霉素、杀稻瘟菌素-S、春日霉素等作用于蛋白质合成系统。l经过作用于植物而抵抗病菌l经过作用于植物体，经过提升植物抗病性而抵抗病菌侵害。如农抗-120经过提升植物抗病力而减缓病害破坏作用。植物病害生物防治专家讲座第18页（二）重寄生作用l寄生是一个微生物生活在另一个微生物细胞中或细胞表面，从寄主中取得养料，并引发寄主病害。l重寄生作用（hyperparasitism）是指一些病原菌被寄生现象。在真菌重寄生作用中，寄生真菌被称为菌寄生菌或重寄生菌（hyperparasite），被寄生真菌则称为寄主真菌（mycohost）。l重寄生菌类有木霉Trichoderma、轮枝菌Verticillium、Laetisalia、冬虫夏草中粉红胶酶Gliocladium等真菌，能够寄生在作物病原菌上，一些专性寄生性病原真菌如白粉菌、霜霉菌和锈菌等被真菌寄生现象广泛存在。1.概念植物病害生物防治专家讲座第19页l重寄生菌靠趋化性和特异性植物凝血素凝集作用来识别寄生菌，然后缠绕寄生在病原菌菌丝上或侵入菌丝内，能够抑制其活性。在部分寄生真菌细胞壁上可观察到侵入孔，这是重寄生菌产生葡萄糖酶、甲壳酶溶解病原菌细胞壁结果。l重寄生菌作为生物防治因子前提是靶标病原菌存在，所以用其控制靶标病原菌引发植物病害，会有一个滞后作用过程，不利于控制突发性或流行速率高植物病害。引发果蔬采后病害病原菌，有些来自大田，附着于果蔬上带入储备环境，在一定条件下侵染并表现症状。所以，采取重寄生菌进行储运前处理对于采后潜伏病害有一定预防作用。2.重寄生作用生物防治机制植物病害生物防治专家讲座第20页（三）竞争作用l竞争作用（competition）是指微生物间在生活空间和营养物质绝对量不足时，两种或各种微生物群体对同一个资源同时需求发生争夺现象。l生物防治菌能优先占领一定生存空间，在病原与植株间形成一个隔离带，使其不易侵入。l生物防治菌和病原菌都属于异养生物，需要一定营养赖以生存，如水分、氧气、养分等，能够经过营养竞争使病原微生物不能取得充分营养进行生长从而受到限制。l一些细菌、酵母菌和丝状真菌能经过对养分和位点竞争抑制灰霉病菌生长。l竞争作用包含空间竞争、位点竞争、营养竞争等。1.概念植物病害生物防治专家讲座第21页l竞争营养与空间是酵母类拮抗菌主要作用方式。l万亚坤和田世平（）用扫描电镜观察到膜醭毕赤酵母Pichia membranaefaciens 在有软腐病Rhizopus stolonifer伤口上大量聚集，且拮抗菌紧密地吸附在病原菌菌丝上。他们推测拮抗菌主要经过与病原菌进行营养和空间竞争。l间型假丝酵母Candida intermedia也是经过营养竞争抑制洋葱黑霉菌生长，而不是经过分泌抑菌物质。lJanisiewicz和Usall研究表明，在梨果类果实伤口处，碳水化合物非常丰富而缺乏含氮化合物如氨基酸等，他们经过向苹果伤口处加入拮抗菌丁香假单胞菌Pseudomonas syringae轻易利用而病原菌不能利用L-天冬氨酸和L-脯氨酸，提升拮抗菌抑菌效果。2.竞争作用生物防治机制植物病害生物防治专家讲座第22页（四）捕食作用与溶菌作用l捕食作用（predation）是一个微生物直接吞食另一个微生物现象，如原生动物对细菌捕食，藻类对细菌和其它藻类捕食作用。l捕食性真菌：以营养菌丝特化形成捕食器官来捕捉线虫一类真菌，称为捕食性真菌（trapping fungus）。该类真菌中研究较多是节丛孢菌Arthrobotrys、隔指孢菌Dactylella和单顶孢属Monacrosporium一些真菌种类。这些真菌从营养菌丝上产生黏性菌丝、黏性网、黏性球、黏性枝、收缩环、非收缩环和三维菌网等捕捉器官来捕食土壤中运动线虫。被捕食性真菌捕捉致死线虫幼虫（扫描电镜300）植物病害生物防治专家讲座第23页l食菌性：土壤中小动物捕食病原菌现象叫食菌性（mycophagus）。食菌性变形虫捕捉到病原菌后，就把病原菌包围起来，然后在病原菌细胞壁上刺圆孔，侵入其中吸收原生质。在根圈土壤中生活食菌性线虫、弹尾虫类都有抑制土壤病害作用，这些小动物对菌丝有趋化性，靠捕食菌丝增殖。变形虫植物病害生物防治专家讲座第24页l溶菌（lysis）是指微生物细胞壁因为内在或外在原因而溶解，致使细胞质外泄释放到环境中现象。主要与细胞壁分解酶活动相关，在植物病原真菌和细菌中比较普遍，常造成芽管细胞或菌体细胞消解。l自溶（autolysis或endolysis）是菌体因为竞争等各种原因造成饥饿或有害物质积累而发生细胞内部溶解作用所致。如缺氧或pH改变使一些土传真菌正常生剪发生障碍，不能正常利用营养物质而自溶。l外溶（exolysis）是菌体在一定条件下由其它微生物作用而发生溶解现象。土壤中有很多细菌能产生几丁质酶、糖酶等，促使一些菌丝细胞壁分解而溶菌。l利用有益微生物对病原菌溶解作用进行生物防治室常规路径之一。如中国农业科学院生物防治研究所研制农抗-751，是一个新型N-糖苷类中生菌素，对大白菜软腐病、水稻白叶枯病、小麦赤霉病等都有很好防治效果。植物病害生物防治专家讲座第25页（五）交互保护作用l交互（叉）保护（cross protection）现象是诱导抗性一个，最早发觉于植物病毒病害，如烟草接种烟草花叶病毒（tobacco mosaic virus，TMV）后，取得了对霜霉病抗性，随即在植物细菌病害和真菌病害中均发觉这种现象。l交叉保护作用能够在种内不一样株系间发生，也能够在不一样种甚至不一样类型病原物之间发生。l交叉保护能够是系统性保护，也能够是局部保护。l交叉保护能够是暂时保护，也能够是较永久性保护。烟草花叶病烟草花叶病毒粒子植物病害生物防治专家讲座第26页l利用病毒弱毒株系防治病毒病例子较多，主要是经过株系间交叉保护作用原理，从而为病毒病防治开辟了新路径。l病原细菌无毒突变菌株交叉保护是因为细菌感染产生细菌素缘故，许多试验证实了这一点，用产细菌素菌株防治优点是植物已经感染病害后进行处理也会有一定效果。l吴海耻等人利用棉花黄萎病菌弱毒菌系V6-3、V8-1对强毒株系含有交互保护作用，可使病情下降8.1%61.2%。棉花黄萎病棉花黄萎病菌植物病害生物防治专家讲座第27页（六）诱导抗病作用l植物诱导抗病性（induced resistance）是植物受到外界物理、化学原因或者生物原因等侵袭时所产生一个取得性抗性，诱导抗性使植物潜在抗病基因表示为抗病表现型。l植物诱导抗病性是经过植物后天免疫实现，诱导因子能够无须与病原物同时作用于植物。l将病害控制对策由病原寄主互作外系统转向互作内系统，开发植物内在抗病机制来防治病害，增强可控性、预防性，是当代植物病害防治一条主要路径。l诱导抗性作为植物免疫体系功效，含有非专化性、系统性和持久性以及无公害特征，其应用可到达多抗、高抗和环境保护等各种目标。1.概念植物病害生物防治专家讲座第28页l诱导抗病性诱导因子包含生物因子、物理因子和化学因子。l生物因子：真菌、细菌、病毒及其代谢产物、细胞壁成份、糖蛋白、毒素等都可作为生物因子，诱导植物产生抗性，植物抗病相关酶如过氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）、苯丙氨酸酶（PAL）活性升高。l化学因子：水杨酸、吲哚乙酸、乙烯利、油菜素内酯等植物内源激素和Ca(NO3)2、K2HPO4、KCl、NH4Cl、纳米硅等无机化合物都可诱导植物抗病性。l物理因子：机械损伤、重金属盐、氯仿、去污剂、高温、低温和紫外辐射等能引发植物细胞损伤或死亡，这些损伤或死亡细胞能产生一些低分子质量激发因子，诱导周围细胞植保素产生和积累等抗病反应，从而使植物产生抗病性。2.诱导因子植物病害生物防治专家讲座第29页（七）生物多样性l生物多样性（biodiversity）是对全部生物种类、种内遗传变异及其生存环境生态系统总称，阐述了地球上全部物种及其与环境形成生态复合体以及与此相关各种生态过程和物种变异性多样化。l植物病害发生实质是因其系统中生物多样性结构和动态平衡失调，如寄主植物品种组成和布局变动、病原物数量及其致病性变异（遗传多样性改变）、正常微生物种群及其生态环境改变所致。l从寄主植物和病原物关系分析，寄主植物群体和病原物群体遗传异质性（遗传和种群多样性以及种群布局多样性）是植物病害控制基础，自然选择和协同进化是动力。所以，利用生物多样性即充分利用农业生态系统中各种生物之间相生相克关系，是控制植物病害主要生物防治办法之一。1.概念植物病害生物防治专家讲座第30页l作物遗传（基因）多样性利用。作物遗传上异质性或多样性布局可大面积抑制病害发生，这一理论在利用水稻遗传多样性控制稻瘟病实践中得到了验证。l作物种群多样性利用。包含多系品种混栽、品种间混栽和物种间混栽等三种策略，其中品种间混栽是研究何应用最普遍策略。曹克强等（1992）研究了不一样小麦品种混合种植对小麦条锈病、叶锈病和白粉病控制及其增产效果，结果表明，混合品种确实含有抗病增产效果，而且其抗病增产效果在病害压力较高时尤为显著。l农业生态系统多样性和农业景观多样性利用。是在充分利用作物遗传、种群多样性基础上，协调组成农业生态系统和农业景观生态系统各种生物或非生物原因相互作用，使之形成有利于农作物生长而不利于病原物繁殖和侵染选择压力，最大程度地发挥农业生物多样性生态服务功效。2.生物多样性生物防治机制植物病害生物防治专家讲座第31页l1997年国际水稻研究所开启了由中国、越南、泰国、菲律宾等国参加为期5年“利用生物多样性控制水稻病虫害”研究项目，其中研究内容之一就是利用杂草多样性控制病虫害，即在数块稻田四面建立一定宽度（1 m以上）“绿色走廊”，在走廊中有选择地种植一些杂草和低矮植物作为天敌生存、越冬和繁衍栖息地，各种天敌能够随时迁移稻田中，从而有效控制水稻病虫害初始种群数量和增殖速度。l利用生物多样性控制植物病害，是植物病害防治新发展方向。充分利用农业生态系统中生物多样性及其自我调整能力，是以生态学原理和方法为基础，以生物间相生相克和生态系统动态平衡调整为内因，综合利用包含生物防治伎俩在内各种农业防治、化学防治、物理防治、当代生物技术以及农业管理等办法，到达有效控制植物病害目标。植物病害生物防治专家讲座第32页（八）植物微生态调控l植物微生态（micro-ecology of plant）是植物体表、体内正常微生物群及其宿主植物细胞、组织和器官及其代谢产物微环境，是长久进化过程中形成能独立进行物质、能量及基因相互交流统一 生物系统（biosystem）。l微生物与植物关系极为亲密，植物体上微生物种类很多，绝大部分属非致病微生物甚至是有益微生物群落，它们和植物体组成微生态系统。这个系统使动态改变，含有一定特异性、区域性和层次性。因为植物病害发生都是因为微生态系不一样程度失调或菌群失调所致，所以植物病害防治须考虑发病部位微生态功效和结构。1.概念植物病害生物防治专家讲座第33页l植物微生态系分为三个层次：总微生态系统、大微生态系统和微生态系。植物微生态系中微生物通常有习居菌和暂居菌两大类群。植物体不一样微生态空间都有习居菌和暂居菌，这些微生物组成特异性是在共同进化中形成。植物微生态中，研究较多微生物是根际（围）生物、气（叶）围微生物和内生微生物。l根际土壤区域内微生物种群统称为根际（围）微生物（rhizosphere microoganisms），包含真菌、细菌、放线菌和原生动物等，以细菌最为主要，其中又以革兰氏阴性细菌占优势。研究较多植物根际促生细菌（PGPR）是一类能够高密度定殖在植物根际微生物类群，兼有抑制植物病原菌、植物根际有害微生物以及促进植物生长并增加作物产量作用，由此受到人们关注。其次为放线菌和真菌，根际效应普通不显著。根际微生物植物病害生物防治专家讲座第34页l叶围微生物（phyllosphere microbe）又称叶表和页面微生物，指附生或寄生于植物叶部周围微生物。l植物叶围一些微生物可经过拮抗、竞争、促生以及诱导植物抗性等作用抑制植物病害发生发展。l如对水稻白叶枯病有拮抗作用B8菌株，能够在水稻叶面定殖且能保持一定密度，抑制水稻白叶枯病发展。l锈菌和白粉菌等专性寄生菌重寄生真菌和细菌可用于小范围经济植物病害生物防治。叶围微生物植物病害生物防治专家讲座第35页l是指生活在植物体内，通常被宿主细胞膜包围或是细胞基质包围，与宿主植物互惠共生一类微生物，主要包含真菌、细菌和放线菌等。l植物和内生菌间含有一定互惠互利生物关系，即植物为内生菌提供生存环境和所需光合物质和矿物质，而内生菌则为宿主植物或体内其它微生物提供酶类等代谢产物，促进植物主要代谢物合成和声场发育，提升抗逆力。l比如，植物内生细菌中，许多事含有固氮、促进植物生长和防治植物病害等作用，所以成为近年来研究热点。内共生微生物植物病害生物防治专家讲座第36页l经过调控生态环境与有害微生物（病原物）间平衡，调整寄主细胞组织与有害微生物平衡，协调植物体内内共生菌与病原微生物平衡等，从而到达防病目标。l通常能够经过生物（微生物）、物理、化学等各种办法综合使用对微生态进行调控。l比如，经过为植物提供营养，如菌根菌和根瘤菌，促进植物生长而减缓植物病害；另外还能够利用病原物产生抗生作用、寄生作用、竞争作用和捕食作用，或诱导植物产生抗性等路径，减轻植物病害发生。2.植物微生态生物防治机制植物病害生物防治专家讲座第37页菌类抗生作用重寄生作用竞争作用溶菌作用蛋白酶作用噬菌体真菌+细菌+放线菌+生物防治菌作用机制注：即使3类生防菌都有抗生作用，但各自产生抗菌素却不一样，真菌主要产生胶酶素、木霉素、绿木霉素、胶率木霉素和抗菌肽等；细菌主要产生细菌素及2,2-酮基葡萄糖酸、胞外多糖等；放线菌主要产生多抗霉素。蛋白酶主要为几丁质酶、-1,3-葡萄糖酶和纤维素酶等。生物防治机制可能还包含：l在逆境如干旱、养分胁迫等条件下，经过加强吸收根系和植株发育提升耐性；l增加土壤中营养成份溶解性，并促进其吸收；l使病原菌酶钝化。总结植物病害生物防治专家讲座第38页四、植物病害生物防治路径和办法植物病害生物防治路径病原物植物环境拮抗作用竞争作用重寄生作用溶菌作用捕食作用诱导抗病性生物多样性植物微生态种苗处理根际处理气围处理诱导抗病性植物病害生物防治办法植物病害生物防治专家讲座第39页（一）植物病害生物防治路径1.利用生物防治因子直接作用于病原物l利用生物防治因子抗生、竞争、重寄生、捕食和溶菌作用等控病机制，直接作用于病原物，经过杀死、抑制生长等作用控制植物病害发生、发展和危害。l植物病原物虽含有较强适应性和变异性，而且能够产生各种含有抗逆性休眠结构，不过其生活史中依然暴露出许多微弱步骤，能够利用病原物在自然界可能受到各种生物原因相生相克，对病原物生长发育、侵染，病害发生、发展和危害等进行控制，到达生物防治目标。植物病害生物防治专家讲座第40页（1）抗生作用利用l植物体表拮抗菌利用l植物体表微生物包含丝状真菌、酵母菌、细菌和放线菌，其中有偶然降落或污染暂居菌和能够在叶面定居繁衍居留菌两大类。l居留菌适应性强，轻易建立起优势种群，故能够利用其中部分种类对病原物拮抗作用进行生物防治，降低病害发生。比如，栖居于叶表交链孢属一些种可产生对革兰氏阳性菌及一些真菌含有活性抗生素；从黑麦叶片上分出一个荧光假单胞菌含有抑制黑麦叶斑病孢子萌发及芽管乃至溶解菌丝效果；灰葡萄孢产生草酸、葡萄孢素和灰霉二醛，对植物表面其它真菌含有拮抗作用。植物病害生物防治专家讲座第41页l植物内生菌利用l能够直接从内生菌中寻找含有抗病作用新活性化合物，或利用从内生菌中寻找先导化合物来研制新生物农药；l能够使用一些含有抗病活性内生菌接入或感染植物作为拮抗菌或增产菌而发挥生物防治作用。比如，袁军等（）从健康马铃薯块茎中分离到133株内生细菌，从其中筛选出5株含有促生或潜在防治马铃薯环腐病内生细菌；何红等（）从红树植物体内分离到海洋细菌III-1菌株，对辣椒青枯病含有良好促长、增产和防病效果。l将植物内生菌作为外源基因载体，将一些基因导入到内生菌中，既提升了植物抗病虫能力，又保持了植物本身基因和天然性状。植物病害生物防治专家讲座第42页l土壤结抗菌利用：包含真菌和细菌两大类。l土壤拮抗真菌可用于各种病害防治。l如利用绿粘帚霉Gliocladium virens处理被茄丝核菌Rhizoctonia solani或终极腐霉Pythium ultimum感染土壤使菌核数量显著下降；l毛壳菌Chaetomium spp.在田间已被应用于防治苹果黑星病Venturia inaequalis、苹果黑腐皮壳菌Valsa mali和由茄丝核菌、尖镰孢霉Fusarium oxysporum等引发松苗猝倒病。l土壤拮抗细菌多用于防治植物土传病。l最著名例子是土壤放线杆菌A.radiobacter K48菌株，用高浓度菌悬液处理种子、根或插条，能够有效防治根瘤土壤杆菌A.tumefaciens引发桃、核桃、葡萄和玫瑰等植物根癌病，被誉为植病生物防治史上里程碑。植物病害生物防治专家讲座第43页l抑菌植物提取物利用l植物提取物被认为是化学杀菌剂替换品最好资源，从植物和药用植物中提取到一大批对病菌含有抑制作用活性物质，包含生物碱类、类黄酮类、蛋白质类、有机酸类和酚类化合物等。Negi和Jayaprakash（）从柚子皮中提取到了柚皮苷对革兰氏阴性菌有显著抑制作用。孔秋莲等发觉丁香、肉桂提取物可抑制黑曲霉和扩展青霉孢子萌发，五倍子、川芎提取物则可抑制黑曲霉和扩展青霉孢子形成。柚皮苷Naringin 植物病害生物防治专家讲座第44页（2）溶菌作用利用l一些微生物对植物病原菌溶菌作用在国内一有报道。中生菌素（农抗-751）是一个新型N-糖苷类农用抗生素，对大白菜软腐病、水稻白叶枯病、小麦赤霉病等有很好防治效果；对水稻细菌性条斑病X.oryzae pv.oryzicola等也有很好防治效果。l枯草芽孢杆菌B.subtilis也含有溶菌作用。l枯草芽孢杆菌B.subtilis S9对立枯丝核菌R.solani等植物病原真菌有溶菌作用；l从广东湛江冬季辣椒叶片中分离取得一株枯草芽孢杆菌B.subtilis BS2分泌抗菌肽，能抑制病菌生长、引发菌丝（或芽管）细胞消融，造成菌丝畸形以及抑制病菌分生孢子产生于萌发等，对植物炭疽病菌和番茄青枯病菌等各种植物病原真菌和细菌有强烈抑制作用。植物病害生物防治专家讲座第45页（3）重寄生利用l研究较多主要是病原真菌重寄生菌，包含真菌和放线菌；其次是病原细菌重寄生，包含细菌病毒噬菌体（phages）研究何寄生性蛭弧菌（bdellovibrio）研究木霉l主要种类为木霉属Trichoderma哈茨木霉T.harzianum和钩木霉T.hamatum，最少能够寄生18个属中29种病原真菌。l国外已经登记木霉制剂有16种之多，其中哈茨木霉12种、多孢木霉T.polysporum 1种、绿色木霉T.viride 1种和其它木霉2种。l多用于土传病害防治，主要是土壤处理和种子处理。土壤处理，与堆肥和绿肥等各种肥料混合使用；种子处理，以包衣等方式为主。l哈茨木霉、绿色木霉能够防治大棚黄瓜灰霉病，防效到达80%以上。植物病害生物防治专家讲座第46页黄瓜灰霉病植物病害生物防治专家讲座第47页绿粘帚霉l绿粘帚霉Gliocladium virens广泛分布于世界各地，能够寄生各种土传植物病菌，如腐霉菌、立枯丝核菌和齐整小核菌等。l绿粘帚菌菌丝缠绕其寄生菌，然后分泌酶来破坏寄主菌菌组织，同时分泌一个广谱性抗生素胶霉毒素（gliotoxin）来杀死寄主菌。l许多国家都把它制成制剂，如GL-21、Glio、GardTM和Soil GardTM等，对防治温室和大田作物幼苗病害和根部病害效果非常显著。植物病害生物防治专家讲座第48页盾壳霉l盾壳霉Coniothyrium minitans对核盘菌菌核寄生，造成菌核崩解，使菌核不能萌发而控制病害。主要用于油菜菌核病、莴苣菌核病等防治，可杀死80%以上菌核。l温室和大田，惯用方法是在健康植株、残株或土壤表面喷洒盾壳霉孢子粉剂或悬浮液，在播种前用孢子悬浮液浸泡种子，或将孢子固体培养物与土壤混合。l国内在油菜盛花早期喷雾盾壳霉孢子悬浮液（孢子浓度为1106）防治油菜菌核病菌子囊孢子侵染或早期应用于土壤寄生菌降低菌核萌发油菜菌核病植物病害生物防治专家讲座第49页锈生座孢l锈生座孢Tuberculina spp.是柱锈菌属Cronartium、胶锈属Gymnosporangium、春孢锈菌属Aecidium、单胞锈菌属Uromyces、柄锈菌属Puccinia、栅锈菌属Melampsora、伞锈菌属Ravenelia、被孢锈菌属Peridermium等10余属锈菌病主要寄生真菌。l国外用紫霉菌T.maxima控制美国白松疱锈菌Cronartium ribicola、加拿大油松疱锈菌C.coleosporioides、松疱锈菌C.comandrae、松针叶疱锈菌C.comptoniae和松瘤锈病菌Endocronartium harknessii。l国内用梨锈生座孢T.pyrus寄生在梨锈病菌G.asiaticum和苹果锈病菌G.yamadai锈子器（aecidia），以消除锈孢子和封闭孢子器出口、妨碍锈菌病害循环。T.pyrus侵入路径是以分生孢子萌发形成芽管，芽管经性子器口和锈子器口侵入，故在田间梨锈病发生期，即性子器成熟时用重寄生菌孢子悬浮液喷雾接种于性子器处，其重寄生率可到达90%以上，可有效控制梨锈病危害。植物病害生物防治专家讲座第50页植物病害生物防治专家讲座第51页锈菌寄生孢l锈菌寄生孢Sphaerellopsis filum是落叶松褐锈病菌Triphragmiopsis laricinum、杨柴锈病菌Uromyces hedysarimongolici、花棒锈病菌U.onobrychidis等上寄生菌。l杨柴锈病菌和花棒锈病菌被Sphaerellopsis sp.寄生后，冬孢子堆中冬孢子萌发率降低约40%，夏孢子堆中夏孢子萌发率降低约50%。l采取人工喷雾接种方法，在未发觉落叶松褐锈病重寄生菌存在幼林中进行试验，发觉不一样浓度施菌区寄生率平均值比对照高78.9%，冬孢子堆被寄生89%98%。菜豆锈病患菜豆锈病菜豆叶横切面植物病害生物防治专家讲座第52页白粉寄生孢l白粉寄生孢Ampelomyces quisqualis是白粉菌上重寄生菌，可寄生在白粉菌科9属65种以上白粉菌上。l白粉寄生孢对白粉菌重寄生作用是其控病主要机制。白粉寄生孢寄生在白粉菌菌丝、未成熟闭囊壳及分生孢子梗内、分生孢子中生长，并产生分生孢子器，影响了白粉菌产孢细胞形成以及随即分生孢子产生，从而降低了致病白粉菌接种体数量。l白粉寄生孢分生孢子降落在白粉菌附近时，在潮湿条件下，分生孢子经1012 h萌发，并形成菌丝，菌丝侵入白粉菌菌丝内，经过58 d后，主要在白粉菌分生孢子梗和未成熟闭囊壳内产生分生孢子器。l美国Ecogen企业已开发出AQ10R（A.quisqualis为其主要成份）生物杀菌剂，1994年，经权威审定后可用于防治各种植物白粉病。植物病害生物防治专家讲座第53页黄瓜白粉病小麦白粉病草莓白粉病杨白粉病有性世代闭囊壳白色粉末为无性世代分生孢子植物病害生物防治专家讲座第54页其它重寄生菌利用l链霉菌Streptomyces sp.、寡雄腐霉Pythium oligandrum和头状茎点菌Phoma glomerata也是很有潜力重寄生菌类。l从温室番茄叶片和被条锈病菌感染小麦叶片上分别取得重寄生放线菌（链霉菌Streptomyces sp.金色类群）和PR（链霉菌Streptomyces sp.轮生类群），对由梨状毛霉、灰葡萄霉和扩展青霉引发苹果、草莓、番茄采后腐烂病有控制作用。l寡雄腐霉能寄生于立枯丝核菌、终极腐霉、刺腐霉和畸雌腐霉，在防治疫霉菌和丝核菌引发根部病害方面有辽阔应用前景。l雄腐霉已由Image Trade国际股份有限企业与捷克生物制剂有限企业共同开发出活性微生物广谱杀菌剂“多利维生”（Polyversum），在欧洲及美国、加拿大、巴西等十几个国家均取得正式登记及专利，国内已经有商品销售和应用。多利维生广泛应用于大田、经济作物、果树、蔬菜、园林花卉上白粉病、灰霉病和疫病防治。植物病害生物防治专家讲座第55页2.保护、促生及诱导抗病性l保护作用就是利用有益微生物直接作用于寄主植物易感部位或器官，以阻止病原物侵染，其主要是利用微生物竞争作用，竞争作用包含占位作用和营养竞争。l竞争作用生防菌主要是细菌、放线菌和真菌等，主要有放射土壤杆菌、木霉、绿粘帚霉、无毒镰刀菌Fusarium spp.和大隔孢伏革菌Peniophora gigautea等；保护作用生物防治菌应用比较广泛。（1）保护作用植物病害生物防治专家讲座第56页l从防治对象看，生防菌多用来防治一些由真菌、细菌引发根、茎、花、果腐烂、坏死和肿癌等局部性侵染病害；l从防治时期来看，最易感染时期是幼苗期、生殖期、采运期和贮藏期，其中针对幼苗期保苗所采取生防办法是最常见和易收效，而其它使其尤其是采运期和贮藏