浅谈芽孢杆菌
发布时间 : 05-12  浏览量 : 3420

浅谈芽孢杆菌


芽孢杆菌是一类好氧或兼性厌氧、杆状革兰氏阳性细菌。它产生的芽孢对高温、干燥、电离辐射、紫外线及多种有毒化学物质均有较强抗性。芽孢杆菌广泛存在于土壤、动物肠道、植物体内、空气以及水体等环境中,具有抗逆性强,营养要求简单,繁殖速度快且稳定性强等生物特性。一些芽孢杆菌因其具有能够降解土壤中难溶的含磷、含钾等化合物,防治植物病虫害,调节哺乳动物肠道微生态等功能,在农业领域的应用十分广泛。


现在农业常用的芽孢杆菌有枯草芽孢杆菌、地衣芽胞杆菌、巨大芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌等等。这些芽孢杆菌不仅对人畜无害,不污染环境,而且能够从多方面作用来抑制病菌侵害,改善土壤及动物胃肠道菌群平衡,健壮动植物,促进动植物生长。


芽孢杆菌


芽孢杆菌的作用机制:


拮抗作用

拮抗作用是指一种微生物抑制或杀死另一种微生物的现象, 是芽孢杆菌抑制病原菌的主要途径。芽孢杆菌除可分泌细菌素等抗生素,还可产生酶类、伊枯草菌素等抗菌蛋白,来抑制病菌孢子萌发和菌丝生长,从而达到防治病害的作用。


促生作用

多种芽孢杆菌能产生植物生长素、玉米素、赤霉素和细胞分裂素等,对植物有显著的促生效果。


诱导植物抗病性

芽孢杆菌不仅能够抑制植物病原菌的生长繁殖, 而且可以诱发植物抗病潜能增强植物抗病性, 即诱导植物抗性。有研究表明,当植物受到病原菌侵染后,参与植物体生理生化反应的保护酶,如过氧化物酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、苯丙氨酸解氨酶和多酚氧化酶,活性增强,从而提高植株的抗病性。


营养和空间位点竞争

营养和空间位点竞争是芽孢杆菌防控病原菌的重要生防机制之一。生防芽孢杆菌通过有效的营养和空间位点竞争,定殖于动植物体内或周围环境中,通过占据病原菌的生态位点,达到抑制病原菌对动植物的侵染和定殖,达到抑菌控病效果。


溶菌作用

生防菌在生长过程中会分泌产生溶菌物质,并作用于病原菌菌丝,导致病原菌菌丝生长受到抑制,主要表现为菌丝生长变缓慢、菌丝形态怪异,出现菌丝断裂、变粗、肿大、解体和细胞质消解,甚至出现菌丝原生质溶解等;或者产生的溶菌物质能够使病原菌孢子细胞壁出现穿孔、畸形等现象。如枯草芽孢杆能吸附在病原真菌的菌丝上, 并随菌丝生长而生长, 然后产生溶菌物质消解菌丝体, 从而达到防治病害的作用。


解磷作用

解磷芽孢杆菌的解磷途径,主要包括以下5个方面:

(1) 分泌有机酸,降低土壤pH值,与Ca2+Mg2+Al3+等离子结合,溶解难溶性磷酸盐;

(2) 分泌胞外多糖,与土壤中钙、镁、铝等元素进行螯合,使土壤中可固定磷酸根的阳离子减少,增加土壤磷酸根离子的活性;

(3) 通过与NH4+的同化作用释放出H+,或通过呼吸作用产生CO2,降低pH值,达到溶磷效果;

(4) 释放H2S,与磷酸铁反应,产生硫酸亚铁和可溶性磷酸盐;

(5) 产生磷酸酶,降解磷脂等有机磷化物,转化为简单的无机化合物为植物所吸收利用。


目前具有解磷作用的芽孢杆菌包括巨大芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌、短小芽孢杆菌和胶质芽孢杆菌等。也有研究表明,枯草芽孢杆菌不仅能够抑制植物病原真菌,同时还具有降解有机磷的能力。


此外, 芽孢杆菌除具有解磷作用外, 还具有解钾作用。如胶质芽孢杆菌对多种含钾硅酸盐矿物均有分解作用,其解钾能力可能与其荚膜多糖的独特结构有关。

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