淺談芽孢桿菌

芽孢桿菌是一類好氧或兼性厭氧、桿狀革蘭氏陽性細菌。它產(chǎn)生的芽孢對高溫、干燥、電離輻射、紫外線及多種有毒化學物質(zhì)均有較強抗性。芽孢桿菌廣泛存在于土壤、動物腸道、植物體內(nèi)、空氣以及水體等環(huán)境中，具有抗逆性強，營養(yǎng)要求簡單，繁殖速度快且穩(wěn)定性強等生物特性。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人畜無害，不污染環(huán)境，而且能夠從多方面作用來抑制病菌侵害，改善土壤及動物胃腸道菌群平衡，健壯動植物，促進動植物生長。

芽孢桿菌的作用機制：

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菌素等抗生素，還可產(chǎn)生酶類、伊枯草菌素等抗菌蛋白，來抑制病菌孢子萌發(fā)和菌絲生長，從而達到防治病害的作用。

2  促生作用

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

3  誘導植物抗病性

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

4  營養(yǎng)和空間位點競爭

營養(yǎng)和空間位點競爭是芽孢桿菌防控病原菌的重要生防機制之一。生防芽孢桿菌通過有效的營養(yǎng)和空間位點競爭，定殖于動植物體內(nèi)或周圍環(huán)境中，通過占據(jù)病原菌的生態(tài)位點，達到抑制病原菌對動植物的侵染和定殖，達到抑菌控病效果。

5  溶菌作用

生防菌在生長過程中會分泌產(chǎn)生溶菌物質(zhì)，并作用于病原菌菌絲，導致病原菌菌絲生長受到抑制，主要表現(xiàn)為菌絲生長變緩慢、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, 并隨菌絲生長而生長, 然后產(chǎn)生溶菌物質(zhì)消解菌絲體, 從而達到防治病害的作用。

6  解磷作用

解磷芽孢桿菌的解磷途徑，主要包括以下5個方面：

(1) 分泌有機酸，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、鋁等元素進行螯合，使土壤中可固定磷酸根的陽離子減少，增加土壤磷酸根離子的活性；

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

(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，降解磷脂等有機磷化物，轉(zhuǎn)化為簡單的無機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，同時還具有降解有機磷的能力。

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特結(jié)構(gòu)有關(guān)。