江西农业学报2013，
25（10）：71 74Acta Agriculturae Jiangxi
微核试验华娟1，2，李淋玲1，2，程华1，2，程水源
1，2*
收稿日期：2013－05－19
基金项目：2011年中央财政林业科技推广示范项目（2011BH0032）；湖北省自然科学基金重点项目（2010CBB03901）；湖北省教育厅高校产
学研合作资助重点项目（C2010060）。
作者简介：华娟（1989─），女，湖北团风人，硕士研究生，研究方向：微生物防治。*通讯作者：程水源。
（1．武汉工程大学化工与制药学院，湖北武汉430074；2．经济林木种质改良与资源综合利用湖北省
重点实验室，湖北黄冈438000）
摘要：综述了近年来利用拮抗菌控制果蔬采后病害的拮抗菌种类及应用、拮抗菌的防病机制、拮抗菌增效措施，并分
析了拮抗菌防治果蔬采后病害的前景，以及目前存在的问题。
关键词：果蔬；采后腐烂；拮抗菌；生物防治中图分类号：S4
文献标志码：A
文章编号：1001－8581(2013)10－0071－04
Ｒesearch Progress in Biological Control of Diseases of Fruits and Vegetables by Antagonistic Bacteria
HUA Juan 1，2，LI Lin －ling 1，2，CHENG Hua 1，2，CHENG Shui －yuan 1，
2*
(1．School of Chemical Engineering and Pharmacy ，Wuhan Institute of Technology ，Wuhan 4300
74，China ;2．Hubei Provin-cial Key Laboratory of Economic Forest Germplasm Improvement and Ｒesources Comprehensive Utilization ，Huanggang 438000，China )
Abstract :This paper reviewed the species and application of antagonistic bacteria for controlling the diseases of postharvest fruits and vegetables in recent years ，summarized the disease prevention mechanism and synergistic measures of antagonistic bacteri-a ，and analyzed the future prospects and the present existing problems in the control of diseases of postharvest fruits and vegetables by antagonistic bacteria．长翅目
Key words :Fruits and vegetables ;Postharvest rot ;Antagonistic bacteria ;Biological control
果蔬营养丰富、含水率高，在采摘贮运过程中，一
旦受到机械损伤，
病原菌就很容易侵染伤口并大量繁殖，最终导致果蔬迅速腐烂。在发达国家，由于采后病 害每年有10% 30%的新鲜果蔬腐烂变质［1］
，在我国每年超过8000万t 的果蔬损失于采后的腐烂，造成700
多亿元的直接经济损失，严重制约了我国的农业经济发展和人民生活水平的提高
［2］
，因此，控制果蔬腐烂已经成为农业产业化发展的当务之急。目前多采用各种
化学杀菌剂控制果蔬的腐烂变质，但是长期使用化学
杀菌剂易引起病原菌抗药性、环境污染、化学残留等诸多问题，因此各国科研工作者都致力于寻求新的高效、无毒的防病技术，以减少或逐步取代化学杀菌剂的使用。近年来，利用拮抗菌进行采后病害的生物防治以
其广阔的应用前景而迅速发展为一个研究热点，本文主要对这一热点领域中的拮抗菌种类及应用、
拮抗菌的防病机制、拮抗菌增效措施进行了综述，并对未来提高生物防治效果的研究进行了探讨，以期对高效无毒的防病技术的开发有所帮助。
1拮抗菌的种类及应用
迄今为止，人们已经筛选出了百余种拮抗菌，主要
唯一一次在国外召开的全国代表大会
包括细菌、
小型丝状真菌、酵母三大类。目前拮抗细菌主要有土壤放射菌、芽孢杆菌、假单胞杆菌、链霉菌等，其中最著名的要属土壤放射杆菌K －84，它能抑制引起桃根癌病的根癌土壤杆菌（Agrobacterium tumefa-ciens ）的生长，用高浓度菌悬液处理植物种子、插条抑菌防效高达100%。目前此菌系已在澳大利亚、美国等9个国家推广应用［3］，另外，由于芽孢杆菌能够形成具有较强抗逆能力的芽孢而备受研究者的青睐。目前，由我国研制的无公害、无污染农药
“百抗”（有效成分是枯草芽孢杆菌B908）已获得农药部登记注册，大田应用中对水稻纹枯病的防效达70%以上
［4］
。部分小型丝
状真菌可在恶劣条件下长期存活，近年来在生物防治中的作用越来越受到重视，其中研究和应用最多的是木霉属，
由细胞融合产生的哈茨木霉T －22对香蕉病，桃、葡萄等水果的灰霉病具有明显的防效［5］，其改良制剂哈茨木霉MAUL20是北美第1个比较成功的生防药剂，该生防农药年销售额超过300万美元［
6］
。
由于酵母菌能在较干燥和营养物质匮乏的果蔬表面生存繁殖，故近年对其研究也日益增多，例如季也蒙假丝酵母（Candida guiliermondii ）、柠檬形克勒克酵母（Klo-
eckera apiculata）能有效地防治甜樱桃褐腐病以及核果类果实软腐病［7］，罗伦隐球酵母（Cryptococcus laurentii）和粘红酵母（Ｒhodotorula glutinis）能防治桃的根腐病、灰霉病和褐腐病［8］。
2拮抗菌的防病机制
阐明拮抗菌的防病机制对其推广应用至关重要，然而拮抗菌作用机制非常复杂，至今尚不完全清楚，目前发现拮抗菌的防病机制主要有以下几个方面。
2．1分泌抗菌物质抗菌物质由拮抗菌同化作用产生，一般在低浓度下就能引起病原菌细胞内溶，从而抑制病原菌的生长和繁殖。能够产生抗菌物质的拮抗菌主要是细菌和真菌，如丁香假单胞杆菌（Pseudomonas syringae）和绿针假单胞菌（Pseudomonas chlororaphis）产生的丁香霉素E、吩嗪－1－羧酰胺，可有效地防治柑桔绿霉病和酸腐病、番茄果腐病和根腐病［9－10］。另外，从放线菌
s－930－6中提取出来的抑菌产物对小麦赤霉病、根腐病和黄瓜枯萎病病菌的抑制效果超过85%［11］。关于酵母菌的抗生作用很早就有报道，最近研究发现，内生真菌Muscodor albus能够产生挥发性有机物质来抑制病原菌生长繁殖［12］。
2．2竞争营养和空间在果蔬采后病害生物防治中竞争作用尤为重要，拮抗菌能够在相当短的时间内利用伤口营养大量繁殖，抢夺伤口营养并占领全部空间，使得病原菌得不到合适的营养与空间条件而死亡［13］，此类拮抗菌多属于酵母菌和类酵母菌，如范青等［14］将季也蒙假丝酵母（Candida guilliermondii）接种到桃水果的伤口上，在有病菌存在时该酵母菌1d内的繁殖量是正常条件下的数倍，这种高速的繁殖活动能快速占据病原菌的侵染位点而抑制病原菌生长。同时在缺铁的情况下，拮抗菌会产生一系列的铁螯合物竞争根际中有限的铁，使病原菌不能获得生长所需的铁，限制病原菌生长繁殖［15］。有研究表明，拮抗菌与病原菌争夺的营养物质主要是碳水化合物，但另有研究表明：在苹果类的果实伤口处，糖类营养物质非常丰富，而氨基酸等氮源则相对匮乏，因而成为竞争的主要物质［16］，所以关于病原菌抢夺的物质种类还需进一步研究。
2．3直接寄生病原菌寄生指微生物之间的直接作用，拮抗菌通过信号物质吸附生长在病原菌菌丝上，并分泌几丁质酶等胞外水解酶溶解病原菌细胞壁或菌丝，不断地从病原菌上摄取营养，最终导致病原菌死亡。如农超安等［17］观察到由于柠檬形克勒克酵母（Kloeckera apiculata）强有力的吸附，导致黏附位点处的意大利青霉菌（Penicillium italicum）菌丝严重扭曲、变形，而青霉菌与无生防性的酵
母共同培养时，酵母菌只是松散地黏附在青霉菌菌丝表面并没有引起菌丝的变形；同时EI－Ghaouth［18］和Arras［19］等观察到假丝酵母（Candida saitona）能紧紧吸附在苹果伤口处的灰霉菌（Botrytis cinerea）菌丝和柑桔的绿霉病菌菌丝上，并导致菌丝肿大、裂解，寄生作用对病害的防治效果一直差强人意，主要是由于寄生作用发生缓慢，并且拮抗菌的生存繁殖对病原菌有一定的依赖性。
2．4诱导寄主产生抗病性诱导果蔬抗病性是指利用多种方法预先处理果蔬，诱导果蔬启动自身的防御机制，抑制后续病原物的生长繁殖，与竞争和寄生机理相比较，诱导寄主抗病能力的提高是一种相对复杂的作用方式。拮抗菌一方面能直接诱导寄主产生抗病性次生代谢物质，如Arras［19］将无名假丝酵母（Candida famata）接种于有病菌和无病菌的带伤口的柑桔果实上，都能刺激果实产生植保素、篙属香豆素和东莨菪苷原，导致病原菌的生长受到抑制；另一方面，拮抗菌还可以诱导果蔬生理生化发生改变，从而提高抗病性，如Ippolito等［20］发现：出芽短梗霉（Aureobasidium pullu-lans）在苹果上可以显著提高几丁质酶、β－1，3－葡聚糖酶的活性，将真菌细胞壁降解为几丁质单糖、二糖和寡糖，从而破坏真菌的细胞壁，抑制真菌的生长；拮抗菌还可以诱导寄主细胞的结构发生变化，从而抵抗病菌入侵，如EI－Ghaouth等［18］在苹果伤口处接种灰霉菌（Botrytis cinerea）和酵母菌（Candida saitoana）后，观察发现酵母菌能诱导苹果细胞产生乳突状结构，封闭细胞内部空间以抵抗灰霉菌入侵，而对复杂的诱导抗性机理更深的认识，还必须从分子水平对其调控基因和生理生化进行深入研究。
3拮抗菌的增效措施
拮抗菌与化学杀菌剂不同，要获得与化学杀菌剂不相上下的抑菌效果，仅靠单一的拮抗菌是非常困难的，这也是限制其大规模应用的主要原因，因此不少科研工作者都在寻求能提高拮抗菌抑菌能力的措施。3．1化学增效措施研究发现：添加各种外源化合物是改善拮抗效果的一种简单、有效的途径，Janisiewciz 等［21］发现通过添加2－脱氧－D－葡萄糖可以增强酵母菌（Candida saitoana）、丁香假单胞杆菌（Pseudomon-sa syringae）防治采后病害的能力，主要原因可能是致病菌可吸收，但无法利用添加物而导致其生长受限；另外，拮抗菌还可以与小剂量杀菌剂或抑菌有机物结合而提高其拮抗效果，如用丝孢酵母与适量的扑海因配合对苹果采后灰霉病和青霉病的抑制效果明显好于单独使用拮抗菌和杀菌剂［22］。嗜油假丝酵母（Candida oleophila）结合0．4%尼生素使用，可以使苹果青霉、灰霉的发病率降低到4．7%［23－24］。近年来，一些植物激素（IAA和1－MCP）、无机化合物和某些离子被报道也可以加强拮抗菌的抑菌效果［25］。
3．2物理增效措施除了化学改良剂外，提高拮抗菌防病效果的措施还有很多，如罗伦隐球酵母与微波处理相结合对桃软腐病有显著的防治效果，并且对桃果、
27江西农业学报25卷
梨果霉菌的控制效果明显好于两者单独使用的效果［26－27］。热处理是常见的改良抑菌效果的措施，
将热处理和罗伦隐球酵母（Cryptococcus laurentii）结合处理桃果、苹果，对苹果的综合抑菌效果和普通杀菌剂处理相当，使桃果青霉病的发病率比单用罗伦隐球酵母降低40%［26，28］；此外，还可以结合其他物理处理，如涂蜡、臭氧处理、紫外线处理、气调［29］等；多种拮抗菌混合使用可以拓宽抑菌范围，防治由多种病原菌引起的果蔬采后病害，在利用拮抗菌混合处理果蔬时必须考虑拮抗菌之间的相容性，如Calvo利用浅白隐球酵母（Cryp-tococcus albidus）和粘红酵母（Ｒhodotorula glutinis）混合处理苹果，可有效防治苹果采后病害的发生［30］。
3．3遗传改良措施随着分子生物学的发展，人们开始寻求分子手段对拮抗菌进行遗传改良，拓展其抑菌谱以及改善它们对环境条件的适应性，其中，外源抗性基因的导入是改良拮抗菌的有效方法，Wan等［31］建立的膜醭毕赤氏酵母（Pichia membranaefaciens）转化系统，为抗病基因导入拮抗菌奠定了基础；Jones等［32］将抗真菌肽A基因转入啤酒酵母（Saccharomyces cerevi-sia）细胞中，此构建的工程菌能够抑制毛刺盘孢属霉菌的生长，可有效防治西红柿的腐烂；另外，还可以通过紫外线诱变筛选优良菌株，如杨合同等［33］利用紫外线诱变绿木霉菌，得到的LＲ突变菌株可以在低温条件下正常生长，并对棉枯萎病菌、黄萎病菌、立枯病菌的拮抗能力增强，此外常规杂交和原生质体融合等遗传改良技术也在蓬勃发展中。
4存在的问题及发展前景
虽然许多拮抗菌在试验中被证实对果蔬采后病菌具有显著的抑制效果，但从试验走向商业应用的并不多，拮抗菌的推广应用还面临着一些困难。目前拮抗菌的抑菌谱窄是限制其推广应用的主要原因，因此不仅需要建立起有效的广谱拮抗菌分离筛选体系，而且还需要进一步利用基因工程手段构建抑菌活性广的拮抗菌。另外，环境条件的差异导致拮抗菌剂防效不稳定，也是限制其商业化生产的原因之一，所以今后要对拮抗菌活性物质的提取与纯化以及拮抗菌剂发酵工艺进行深入研究。此外，加快探讨低成本、使用方便的拮抗菌剂对其推广应用大有裨益。
虽然拮抗菌剂这些自身困难使其很难在短时间得到推广和应用，但是拮抗菌剂在国内外生产实践中取得的令人瞩目的成就，显示了它广阔的应用前景和巨大的经济效益。所以应对此充满信心，随着生物防治研究的不断深入，在防治果蔬采后病害方面，拮抗菌剂将逐步减少化学杀菌剂的使用，最终将取代化学杀菌剂。
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(责任编辑：曾小军)
47江西农业学报25卷
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