0 引言
植物病害一直严重威胁着农业生产。施用化学药剂一直是人类防治植物病害的主要策略，具有见效快、杀菌谱广、成本低等优点。然而，长期大量施用化学农药导致农药残留及环境污染，最终危害人类健康并破坏生态平衡，同时也使病原菌对各种化学杀菌剂产生了严重的抗药性[1-3]。由于芽孢杆菌具有内生芽孢、抗逆性强、繁殖速度快、营养要求简单和易于在植物根围定殖的特点,使其在植物病害生物防治中被广泛地研究和利用。目前已报道的生防芽孢杆菌有：枯草芽孢杆菌（B. Subtilis）、解淀粉芽孢杆菌（B.amyloquefaciens）、地衣芽孢杆菌（B. Licheniformis）、巨大芽孢杆菌（B.megaterium）、胶质芽孢杆菌（B.mucilaginosus Krassilnikov）、多粘芽孢杆菌（B. Polymyxa）、蜡状芽孢杆菌（B. Cereus）、短小芽孢杆菌（B.Pumilis）、凝结芽孢杆菌（B.Coagulans）和环状芽孢杆菌（B. Circulans）等。这些芽孢杆菌的菌株来自土壤、植物体内外各种生境和海洋等[4]。
1 芽孢杆菌的生防作用形式及机制
芽孢杆菌的生防作用主要有拮抗作用、竞争作用、诱导抗性和促生作用等几种式其对植物病原菌的抑制并非由某一种形式发挥作用，而是２种或多种形式协同作用的结果[5]。
1.1 拮抗作用
拮抗作用是指一种微生物产生的物质抑制或杀死另一种微生物的作用。芽孢杆菌种类众多，可产生多种不同的代谢产物，如细菌素、酶类、脂肽等，对病原微生物均可表现出拮抗作用[6]。
1.1.1细菌素的作用
芽孢杆菌能产生细菌素Subtilin和Subtilosin，属于抗菌肽类。Foldes[7]等从谷类的根际分离到１株枯草芽孢杆菌IFS201，其对食品腐败病原菌中的霉菌、酵母、细菌都有一定的抑制作用。
1.1.2酶类及蛋白类抑菌物质的作用
芽孢杆菌在生长代谢过程中会分泌一些抑制植物病原物的酶类或活性蛋白，具有很好的生防作用。结构不同的抗菌物质抑菌机理也不同，而某些菌株分泌的多种结构相似的抗菌物质则会表现出协同的抑菌效果。芽孢杆菌所产生的酶类主要包括溶菌酶、氨基酸转移酶、酰胺酶、纤溶酶和氧化酶（β-琼脂糖酶、NADH氧化酶）等，这些酶可以抑制病原菌的生长；Avinash[8] 等和Alya[9] 等分别对２种蜡状芽孢杆菌的代谢产物青霉素酰基转移酶和多糖水解蛋白酶进行了研究，证明这些酶类通过抑制、降解或水解其他的病原体，起到生物防治的作用；邢介帅等[10]研究发现，分离纯化的枯草芽孢杆菌Ｔ２所产生的蛋白酶，对棉花枯萎病菌菌丝生长具有抑制作用，推测可能是蛋白酶降解了枯萎病菌细胞壁中的蛋白质，造成细胞壁缺损，在膨胀压的作用下使菌体发生了变形。
抗菌蛋白对植物病原菌的抑制作用机制包括抑制病原菌孢子的产生和萌发，导致菌丝畸形、细胞壁溶解和原生质泄漏等。马桂珍[11]等从多粘类芽孢杆菌Ｌ1－9菌株发酵液中分离纯化出一种对金黄色葡萄球菌和小麦蠕孢病菌的菌丝生长及孢子萌发具有抑制作用的抗菌蛋白，分子质量约为31ku；王笑颖[12]等研究发现，大丽轮枝菌拮抗细菌多粘芽孢杆菌７－４菌株所产生的抑菌物质均为蛋白（或多肽）；李晶[13]等从枯草芽孢杆菌Ｂ29菌株的发酵上清液中分离纯化得到抗菌蛋白Ｂ29I，分子质量约为42.30ku，该蛋白可使黄瓜枯萎病菌孢子的萌发时间推迟，并可强烈抑制芽管伸长。
1.1.3脂肽类物质的作用
在植物病害的生物防治中，由芽孢杆菌代谢产生的具有抗菌活性的脂肽类物质起到了重要作用，这类物质主要分为３大家族：表面活性素（surfactis）、伊枯草菌素（iturins）和丰宁素Ａ、Ｂ（fengycins）[14]；另外还有环肽抗生素如枯草芽孢杆菌TG226产生的一种新的抗真菌小肽LP1。脂肽类抗生素的作用原理是其对细胞膜结构特性的影响，通过改变细胞膜通性抑制病原菌的生长，其中表面活性素还具有抗病毒、抗真菌和抗细菌活性，逐渐受到工业、生物技术和医疗应用方面的关注。陈华等从枯草芽孢杆菌ＪＡ发酵液中分离出丰宁素，体外抗菌试验表明，该物质能够抑制多种重要植物病原真菌的生长；张桂英等通过研究拮抗菌对甘蔗黑穗病菌的拮抗作用发现，其抗菌作用机制与伊枯草菌素的产生有关；黄曦等研究发现，由枯草芽孢杆菌ON－６代谢产生的脂肽类物质对荔枝炭疽菌具有抑制效果；Yanez Mendizabal[15]等研究发现，由枯草芽孢杆菌CPA-8代谢所产生的类丰宁素家族的脂肽对桃褐腐病病菌也具有显著的拮抗作用。
1.2 竞争作用
竞争作用是芽孢杆菌等生防菌株发挥生防作用的主要机制之一，包括空间位点和营养的竞争。但在与植物病原菌的竞争中，空间位点的竞争尤为重要。空间位点的竞争体现在生防菌株能否快速在宿主植物体内或土壤中定殖。快速的定殖才能在之后的氧气、水分和营养竞争方面占得优势，从而达到抑菌防病的效果Bacon 等［16］研究了枯草芽孢杆对玉米病害的抑制机理，发现该菌株与玉米串珠镰孢菌有相同的空间位点，而生防芽孢杆菌能够迅速抢占生态位生长和繁殖，明显抑制了病原菌的菌含量，缓解了病原菌对玉米的毒害。研究两株生防芽孢杆菌 B1、B2 的抑菌机理［17］时，发现菌株能够快速定殖于宿主植物根际细胞间隙中，能够形成阻止病原菌入侵的保护膜。
2 存在问题
2.1 生防效果不稳定
在生态系统中引入生防菌，其能否适应被引入的生态环境，能否在受病原菌侵染的植物上定殖并稳定增殖，以及其与相应病原物的竞争，成为了防治病害的关键。同时，拮抗菌生防效果受到生态适应性、环境抗逆性以及作用时间等的限制，使得芽孢杆菌生长不稳定，分泌的有效杀菌物质被降解，因此防治效果不稳定。
2.2 有益微生物的局限性
有益微生物一般生活在特定的环境（包括土壤类型、温度、pH及土壤生态系统等）中。因此，应解决生防菌对环境适应性较窄，且有的菌株对农药反应敏感、抗病谱窄等问题。
2.3 拮抗和促生作用结合较难
拮抗作用是衡量生防效果的重要指标之一。试验证明，在许多植株的根际或叶面存在对植株有促生作用的微生物，而如何使拮抗和促生效果有机结合，仍是生防研究的难题。
3 解决方法
鉴于以上问题，建议从以下几个方面进行解决：（1）与有机肥配合使用。施用有机肥可帮助芽孢杆菌克服定殖过程中与其他微生物群落的竞争，形成优势种群，同时发挥化学药剂抑菌迅速、防效稳定的优势，通过协同作用达到优势互补、用量减少、防效增强的目的。（2）对有益微生物进行改造。采用基因工程、诱变育种的方法，对有益微生物进行改造，获得营养竞争能力强、抗菌物质产量高、生长速度快、适应性强的理想生防工程菌株，这也是生防菌应用领域的研究重点。目前，通过遗传改良构建的工程菌兼具杀虫、防病等作用，且遗传性状稳定。（3）与其他拮抗微生物协同互作。通过互作实现多种抗生菌功能互补、多种病害兼防、作用持久的协同控病效果，如将没有拮抗、寄生、溶解或竞争等互斥关系的２种以上的拮抗微生物混合，有利于混合菌株对植物不同部位的空间进行全面占领；同时由于混合菌剂能适应不同的环境条件，可在更大的光、温、气、湿度变幅内生存繁衍，可以更好地发挥菌株的协同控病效果。
参考文献
[1] 齐爱勇，赵绪生，刘大群.芽孢杆菌生物防治植物病害研究现状[J] .中国农学通报 2011,27(12):277-280.
[2] 何红,蔡学清,关雄,等.辣椒内生芽孢杆菌(Bacillus subtilis)BS-2和BS-1防治辣椒炭疽病研究[J].植物病理学报,2003, 33(2): 170-1731.
[3] Asaka O, hoda M. Biocontrol ofRhizoctonia solanidamping-off of tomatowithBacillus subtilisRB14 [J]. Appl EnvironMicrobiol,1996, 62(11):4081-40851.
[4] 任争光,张志勇,魏艳敏.芽孢杆菌防治园艺植物病害的研究进展[J] .中国生物防治,2006,22(增刊)194-198.
[5] Hill D S,Stein J I,Torkewitz N R etal.Cloning of genes in volved in the synthesis of pyrrolnitrin from Pseudomonas fluo-rescens and role of pyrrolnitrin synthesis in biological control of plant disease[J]. Appl Environ Microl ,1994 60(1):78-85.
[6] 叶晶晶，曹宁宁，吴建梅，胡祚忠，张剑飞.生防芽孢杆菌的应用研究进展[J] .西北农林科技大学学报（自然科学版）,2014 08-0185:1671-9387.
[7] Foldes T,Banhegyi I,Heroai Z,et al. Isolation of Bacillus stra-ins from the rhizosphere of cereals and in vitro screening forantagonism against phytopathogenic,foodborne pathogenic and spoilage microorganisms [J] . Journal of Applied Microbiology,2000,89(6):840-846.
[8]Avinash V S,Atul K,Naik N,et al. Characterization of a new Bacillus cereus ATUAVP1846 strain producing Penicillin Vacylase,and optimization of fermentation parameters [J]. AnnMicrobiol, 2011， 10:219-226.
[9] Alya S K, Uhorbel-Frikha B, Haddar A, et al. Enhanced Ba-cillus cvrvus BU1 protease production by the use of sardinelle CSarderzella aureta)powder [J]. Ann Microbiol, 2011，61:273-280.
[10] 邢介帅，李然，赵蕾等.生防芽抱杆菌T2胞外蛋自酶的纯化及其抗真菌作用[J].植物病理学报，2008,38(4):377-381
[11] 马桂珍，王淑芳，暴增海等.海洋多粘类芽抱杆菌工1-9菌株抗菌蛋自的分离纯化及其抗菌作用[J].食品科学,2010,31(I7):335-339.
[12] 王笑颖，孟成生，雷自时.大丽轮枝菌拮抗细菌多粘芽抱杆菌7-4菌株的筛选与鉴定[J].湖北农业科学,2011,0(9)1797-1799，1825.
[13] 李晶，杨谦，赵丽华等.生防枯草芽抱杆菌B29菌株抗菌物质的初步研究[J].中国生物工程杂志，2008 ,28( 2) :59-65.
[14] Ongena M,Jacques P. Bacillus lipopeptides: Versatile weapons for plant disease biocontrol[J].Trends in Microbiology,2008,16(3):115-125.
[15] Yanez Mendizabal V, Zeriouh H, Vinas I,et al. Biological control of peach brown rot (Mnrzelerzea spp.) by Bacillus sulbtilisCPA-8 is based on production of fengycin-like lipopeptides[J]. European Journal of Plant Pathology, 2012，132(4):609-619 .
[16] Bacon C W，Yates I E，Hinton D M，et al． Biological control of fusariummoniliforme in maize[J].Environmental Health Perspectives，2001，109( 12) : 325-332．
[17] NIU D D，LIU H X，JIANG C H，et al． The plant growth- promoting rhizobacterium Bacillus cereus AR156 induces systemic resistance in Arabidopsis thaliana by simultaneously activating salicylate and jasmonate /ethylene dependent signaling pathways[J]. Molecular Plant -Microbe Interactions，2011，24( 5) : 533-542．
