淺談芽孢桿菌

芽孢桿菌是一類好氧或兼性厭氧、桿狀革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌。它產(chǎn)生的芽孢對(duì)高溫、干燥、電離輻射、紫外線及多種有毒化學(xué)物質(zhì)均有較強(qiáng)抗性。芽孢桿菌廣泛存在于土壤、動(dòng)物腸道、植物體內(nèi)、空氣以及水體等環(huán)境中，具有抗逆性強(qiáng)，營(yíng)養(yǎng)要求簡(jiǎn)單，繁殖速度快且穩(wěn)定性強(qiáng)等生物特性。一些芽孢桿菌因其具有能夠降解土壤中難溶的含磷、含鉀等化合物，防治植物病蟲害，調(diào)節(jié)哺乳動(dòng)物腸道微生態(tài)等功能，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛。

現(xiàn)在農(nóng)業(yè)常用的芽孢桿菌有枯草芽孢桿菌、地衣芽胞桿菌、巨大芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌、多粘芽孢桿菌、蘇云金芽孢桿菌、膠質(zhì)芽孢桿菌、凝結(jié)芽孢桿菌、側(cè)孢芽孢桿菌等等。這些芽孢桿菌不僅對(duì)人畜無(wú)害，不污染環(huán)境，而且能夠從多方面作用來(lái)抑制病菌侵害，改善土壤及動(dòng)物胃腸道菌群平衡，健壯動(dòng)植物，促進(jìn)動(dòng)植物生長(zhǎng)。

芽孢桿菌的作用機(jī)制：

1  拮抗作用

拮抗作用是指一種微生物抑制或殺死另一種微生物的現(xiàn)象, 是芽孢桿菌抑制病原菌的主要途徑。芽孢桿菌除可分泌細(xì)菌素等抗生素，還可產(chǎn)生酶類、伊枯草菌素等抗菌蛋白，來(lái)抑制病菌孢子萌發(fā)和菌絲生長(zhǎng)，從而達(dá)到防治病害的作用。

2  促生作用

多種芽孢桿菌能產(chǎn)生植物生長(zhǎng)素、玉米素、赤霉素和細(xì)胞分裂素等，對(duì)植物有顯著的促生效果。

3  誘導(dǎo)植物抗病性

芽孢桿菌不僅能夠抑制植物病原菌的生長(zhǎng)繁殖, 而且可以誘發(fā)植物抗病潛能增強(qiáng)植物抗病性, 即誘導(dǎo)植物抗性。有研究表明，當(dāng)植物受到病原菌侵染后，參與植物體生理生化反應(yīng)的保護(hù)酶，如過(guò)氧化物酶、超氧化物歧化酶、過(guò)氧化氫酶、苯丙氨酸解氨酶和多酚氧化酶，活性增強(qiáng)，從而提高植株的抗病性。

4  營(yíng)養(yǎng)和空間位點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)

營(yíng)養(yǎng)和空間位點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)是芽孢桿菌防控病原菌的重要生防機(jī)制之一。生防芽孢桿菌通過(guò)有效的營(yíng)養(yǎng)和空間位點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)，定殖于動(dòng)植物體內(nèi)或周圍環(huán)境中，通過(guò)占據(jù)病原菌的生態(tài)位點(diǎn)，達(dá)到抑制病原菌對(duì)動(dòng)植物的侵染和定殖，達(dá)到抑菌控病效果。

5  溶菌作用

生防菌在生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)分泌產(chǎn)生溶菌物質(zhì)，并作用于病原菌菌絲，導(dǎo)致病原菌菌絲生長(zhǎng)受到抑制，主要表現(xiàn)為菌絲生長(zhǎng)變緩慢、菌絲形態(tài)怪異，出現(xiàn)菌絲斷裂、變粗、腫大、解體和細(xì)胞質(zhì)消解，甚至出現(xiàn)菌絲原生質(zhì)溶解等；或者產(chǎn)生的溶菌物質(zhì)能夠使病原菌孢子細(xì)胞壁出現(xiàn)穿孔、畸形等現(xiàn)象。如枯草芽孢桿能吸附在病原真菌的菌絲上, 并隨菌絲生長(zhǎng)而生長(zhǎng), 然后產(chǎn)生溶菌物質(zhì)消解菌絲體, 從而達(dá)到防治病害的作用。

6  解磷作用

解磷芽孢桿菌的解磷途徑，主要包括以下5個(gè)方面：

(1) 分泌有機(jī)酸，降低土壤pH值，與Ca²⁺、Mg²⁺及Al³⁺等離子結(jié)合，溶解難溶性磷酸鹽；

(2) 分泌胞外多糖，與土壤中鈣、鎂、鋁等元素進(jìn)行螯合，使土壤中可固定磷酸根的陽(yáng)離子減少，增加土壤磷酸根離子的活性；

(3) 通過(guò)與NH⁴⁺的同化作用釋放出H⁺，或通過(guò)呼吸作用產(chǎn)生CO₂，降低pH值，達(dá)到溶磷效果；

(4) 釋放H₂S，與磷酸鐵反應(yīng)，產(chǎn)生硫酸亞鐵和可溶性磷酸鹽；

(5) 產(chǎn)生磷酸酶，降解磷脂等有機(jī)磷化物，轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)化合物為植物所吸收利用。

目前具有解磷作用的芽孢桿菌包括巨大芽孢桿菌、側(cè)孢芽孢桿菌、短小芽孢桿菌和膠質(zhì)芽孢桿菌等。也有研究表明，枯草芽孢桿菌不僅能夠抑制植物病原真菌，同時(shí)還具有降解有機(jī)磷的能力。

此外, 芽孢桿菌除具有解磷作用外, 還具有解鉀作用。如膠質(zhì)芽孢桿菌對(duì)多種含鉀硅酸鹽礦物均有分解作用，其解鉀能力可能與其莢膜多糖的獨(dú)特結(jié)構(gòu)有關(guān)。