芽孢杆菌在生防当中的优秀表现吸引了国内外广大研究人员的目光,针对其作用机理今年来研究的比较透彻,总结起来就是一下5个方面:
一、竞争作用
竞争作用是生防微生物发挥作用的重要机制之一,它是指生防微生物通过对营养物质的争夺、物理和生物学位点的竞争等方式控制植物病原微生物的发展。枯草芽孢杆菌的竞争作用主要包括营养竞争和空间位点竞争。有些菌株通过产生一种铁载体与植物病原菌竞争铁元素,抑制病原菌的生长,从而使枯草芽孢杆菌占据一定的生态位。
芽孢杆菌以空间位点竞争占优势,即在植物根际、体表或体内及土壤中快速、大量繁衍和定殖,有效地排斥、阻止和干扰植物病原微生物在植物上的定殖与侵染,从而达到抑菌控病效果。
二、拮抗作用
拮抗作用是指一种微生物通过产生一种或多种物质来抑制其它微生物的生长,甚至直接杀灭其它微生物。拮抗作用是生防芽孢杆菌最主要且明显的作用,也是研究得较为深入广泛的一种抗病机理,常被用作生防菌初步遴选的重要指标。同一种拮抗物质可以由多种细菌菌株产生,而同一细菌也可以产生多种不同结构的括抗物质。芽孢杆菌产生的拮抗物质主要有抗生素、细菌素、细胞壁降解酶类和其它抗菌蛋白及挥发性抗菌物质等。枯草芽饱杆菌产生的抗菌物质主要通过溶解细胞壁或细胞膜,造成原生质泄漏,使菌丝断裂或畸形,同时抑制孢子萌发。
三、溶菌作用
溶菌作用是指拮抗微生物通过吸附在病原真菌的菌丝上,并随着菌丝生长而生长,而后产生溶菌物质消解菌丝体,使菌丝发生断裂、解体、细胞质消解,或者使有的菌丝原生质凝结;有的是通过产生次生代谢产物对病原菌孢子的细胞壁产生溶解作用,致使细胞壁穿孔、畸形等现象。
四、诱导抗性
诱导植物抗性是芽孢杆菌发挥生防作用的又一个重要机制。芽孢杆菌不但能直接抑制植物病原菌的生长与繁殖,而且能通过诱发植物自身的抗病潜能从而增强植物的抗病性,即具有诱导植物产生抗病性的作用,通过组织木质化增强细胞机械屏障和产生植保素。这些诱导因子包括一些化学物质(水杨酸、脂多糖等)、非病原物、丧失致病力或致病力减弱的病原物、非寄主病原物等。近年一些研究表明,一些病原菌进入免疫植株的能力因免疫植株抑制其发育、侵入和增殖而明显降低。经诱导处理的部分植株明显降低了病原菌分生孢子 萌发和吸器的穿入程度,有的则是菌穿入后植株迅速木质化,并伴随过氧化物酶活性的增强。
五、促进植物生长
植物促生根圈细菌,简称PGPR,是泛指土壤中能促进植物生长的根际自生细菌。除了以上提到的直接起作用的生防机制外,枯草芽孢杆菌还能促进植物根系生长及促进植物生长,增强植物抗病力,间接防止病害发生。