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2024年6月20日发(作者:)

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安徽科技学院学报,2008,22(1):16~20 

Journal of Anhui Science and Technology University 

植物内生菌Bacillus amyloliquefaciens ES一2 

菌株对苹果青霉病的抑制效果 

孙力军,王超男,孙德坤,吴士云,孙永康 

(安徽科技学院工学院,安徽凤阳2331000) 

摘 要:本文主要研究了不同贮藏温度下植物内生菌Bacillus amyloliquefaciens ES一2菌株对苹果青霉病的 

抑制效果。Es一2菌株的各处理液在苹果果实和PDA培养基上对苹果青霉病菌均有抑制作用。较低的 

贮藏温度有利于拮抗菌对病菌的抑制效果;24h后接种病菌孢子的果实其病斑直径一般都高于48h后接 

种的果实。实验证明,Es一2菌株防治苹果青霉病的机理是由于Es一2产生的抗菌物质的作用。 

关键词:Bacillus amyloliquefaciens;苹果;青霉病;生物防治 

中图分类号:¥436.611.1 文献标识码:A 文章编号:1673—8772(2008)01—0016—05 

Postharvest Biological Control of Blue Mold of Apple by 

Endophytic Bacillus amyloliquefaciens ES一2 

SUN Li—jun,WANG Chao—nan,SUN De—kun,WU Shi—yun,SUN Yong—kang 

(College of Engineering,Anhui Science and Technology University,Fengyang 233 1 00,China) 

Abstract:Endophytic Bacillus amyloliquefaciens ES——2 was used as an antagonist for postharvest biological con・- 

trol of blue mold(Penicillium italieum)on apples。Each treatment of strain ES一2 had the inhibitory action in 

the apple and on the PDA culture medium to the apple blue mold.Fruits treated with these processing fluid and 

stored at 1 5 ̄C had smaller lesion diameter than those stored at 25 ̄C.There was higher disease incidence and lar- 

ger lesion diameter in fruits inoculated with spores after 24h than after 48h.mechanism of control apple blue mold 

disease of ES一2 is that ES一2 could produce antibacterial materia1. 

Key words:Bacillus amyloliquefaciens;Apple;Penicillium italicum;Biocontrol 

果蔬采摘后腐烂所造成的损失是巨大的,发展中国家由于缺乏冷藏设备和卫生条件较差,果蔬采摘后 

的损失高达50%_I。 。腐烂主要归因于病原微生物的致病作用,而控制采摘后病害的主要是使用化学杀 

菌剂¨ 。长期使用化学杀菌剂不但会导致病菌对其产生抗药性 J,而且果蔬产品上残留农药也会对公 

众健康造成威胁和环境污染,为此,各国科学家都在积极探索能代替化学农药的防病新技术。许多研究都 

证明利用拈抗微生物来控制病害是一项具有很大潜力的新兴技术 ' 。 

植物内生菌是近年来微生物学研究的新热点,它们广泛存在于各种植物中,其中广泛分布着抗菌活性 

菌株,是生物拮抗菌的重要潜在来源 ]。首先,内生菌可能以其所产生的抗菌化合物为植物宿主提供保 

护,而这些化合物中有部分可能因为具有抗真菌、抗细菌等特性,在果品采后病害生物防治上具有潜在的 

价值。其次,植物内生菌是一个未开发的新领域,它们本身以及它们所产生的抗菌物质往往是新颖的,也 

可能具有新的很好的生防特性。由于内生菌长期生存于植物中,植物本身自然地为那些对高等生物具有 

毒性的生物活性分子减少毒性充当了选择系统 。因此,由内生菌所产生的抗生素可能已经降低了毒 

收稿日期:2007—09—05 

基金项目:安徽省教育厅自然科学 金项日(Kj2005—196B);安徽科技厅年度重点项目(06023030)

。 

作者简介:孙力军(1965一),男,安徽省风阳县人

博f.,教授,主要从事微生物及生物技术的研究。E一 il:dfs nOl@y h 0o.。 .。 。 

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第22卷第1期 孙力军,等植物内生菌Bacillus amyloliquefaciens ES一2菌株对苹果青霉病的抑制效果 17 

性。有研究表明,从植物来源的多肽抗生素大多数对植物和动物细胞没有毒性L1 。此外,内生菌还能刺 

激植物产生抗性,并且易于在植物组织中定植生长。所以,开发植物内生菌,将其作为果品采后病害生防 

活性菌株的筛选新来源,优势明显、潜力巨大。最近,本研究小组从传统中药植物黄芩中筛选出一株抗菌 

活性相对较高、抗菌谱广的内生菌株Es一2,被鉴定为Bacillus amyloliquefaciens(GenBank登录号为 

DQ177319)。作者对该菌产生的抗菌物质进行了分离和鉴定,证明主要抗菌物质是抗菌脂肽类化合 

物¨ 。揭示在果蔬采后生物防治方面有巨大的潜力。 

苹果青霉病是对苹果危害最大的病害,给世界各国苹果生产带来巨大损失,即使在贮藏条件和技术很 

发达的地方也不例外。本文研究主要是探讨从ES一2菌株对苹果青霉病的防治效果,并推论其可能的抑 

菌机理,为内生菌ES一2菌株在果蔬采后病害防治上的应用奠定基础。 

l材料和方法 

1.1菌种 

内生菌Bacillus amyloliquefaciens ES一2:由中药植物黄芩中分离得到。 

1.2苹果来源 

从市场上购买的外观整齐,无病虫害的红富士苹果。 

1.3培养基 

PDA培养基:马铃薯300g,葡萄糖20g,琼脂20g,蒸馏水lO00mL。 

BPY培养基:牛肉浸膏5.0g,蛋白胨10.0g,酵母膏5.0g,NaCI5.Og,葡萄糖10.0g,蒸馏水 

lO00mL。 

Landy培养基:葡萄糖20g,L一谷氨酸钠5.0g,MgSO 0.5g,KC1 0.5g,KH2PO 1.0g,FeSO ・6H2O 0. 

15mg,MnSO4・H2O 5.0mg,CuSO4・5H2O 0.16mg,蒸馏水1000mL。 

1.4培养方法 

以BPY培养基作为种子培养基,培养18—24h,按5%接入发酵培养基中,装液量80mL/250mL三角 

瓶,在30℃,160r/min,振荡培养36h。 

1.5主要仪器和设备 

牛津杯、细菌滤器、游标卡尺、取液器等。 

超净工作台SW—CJ—IBU(苏州安泰空气技术有限公司);离心机GL一20B(上海安亭科学仪器厂); 

双温振荡器H29—302(太仓市光明实验分析仪器厂);立式压力蒸汽灭菌锅HXO2SL82(上海化线医用核 

子仪器有限公司);电热恒温培养箱HH.B11—600(上海跃进医疗器械厂);霉菌培养箱MJX一2501(广东 

省医疗器械厂);冷藏冷冻箱(美菱集团合肥电冰箱厂);电热鼓风干燥器NXG101一IB(南京第一医疗 

厂);旋转蒸发器,LABOROTA 4001一efifcient,Heidolph。 

1.6发酵处理液的制备 

取ES一2菌株发酵液制成以下3种处理液:A)发酵液细菌浓度为10 // ̄/mL。B)过滤液发酵液 

在8000r/min离心20min后,用0.45 m滤膜过滤。c)提取液发酵液经离心除菌后,用旋转蒸发仪在 

60。c条件下浓缩,加入3倍体积的甲醇提取,8000r/min离心10min,取上清液浓缩干燥,用适量的水溶 

解,得抗菌物质提取液。D)无菌水设无菌水为对照。 

1.7青霉病菌的分离及其孢子悬浮液的制备 

从自然发病的苹果果实上分离出青霉病菌,将其接种于PDA培养基上,于25℃下培养7d后,用含0. 

05%Tween80无菌水制成浓度为10 个/mL的孢子悬浮液。 

1.8在PDA上的抑菌实验 

先于培养皿中倒入10 mL PDA培养基,冷却凝固后,再分别取10 个/mL的孢子悬浮液1000 IxL在 

试管中与10 mL PDA培养基混匀,倒入制备好的底层培养基中,冷却凝固。分别取一个牛津杯放在培养 

基中央,注入200 IxL上述4种处理液,每处理3个重复,25℃培养,2d后测定抑菌圈直径。 

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18 安徽科技学院学报 2008年 

1.9在苹果果实上的抑菌实验 

将从市场上购买的红富i苹果片j 70%的酒精消毒晾干后,用接种针在苹果腰部刺一7mm(深)×6ram 

(宽)的伤口,分别接种200 jxL 述4种处理液,将果实放于果篮内,贮于15 ̄C和25 ̄C下,24h和48h后再 

分别接种10 个/mL的孢予悬浮液200 jxL,果篮用保鲜膜包起来并在恒温培养箱中放 ・盆水,以保持 

95%左右的湿度,2h后贮臧于原温度下,第3d开始观察,每天观察一次,测定病斑直径,每处理5个果实, 

重复2次。 

2结果和分析 

9 

 一qu 

8 

— 8 

7 

7. 

6 

r 

2.1 在PDA上不同处理对苹果青霉病的抑菌效果 

从图1和图2可知,ES一2蔺株的发酵液中含有较大量的抗菌物质,在PDA培养基 它们对苹果青 

霉病原菌青霉有很好的抑制作用。发酵液经提取后,抑制青霉的能力明显增强。由于发酵液中仍然存在 

活菌,在PDA~卜做抑菌实验时活菌也能产生抗菌物质,因此发酵液的抑}肖 苴径略大于除菌过滤液。 

一 

星 

= 

二 

、 

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婴 

趣 

 

FF- 

提取液 涂萄液 发酵液 

图1 ES一2菌株发酵处理液在P1)A上对青霉菌的抑菌效果 

Fig.1 Effect of inhibitory action of the eae}l treatment of strain ES一2 to blue mold 

图2 ES一2菌株发酵提取液对青霉菌的抑菌图 

Fig.2 lnhibitoo"figure【Jf(’ultm’r fitrate of ES一2 to blue wold 

2.2在苹果果实上不同处理对苹果青霉病的抑菌效果 

从图3和表1中可以看出,ES一2的各种处理液均能显著地抑制苹果青霉病对果实的侵染。24h后接 

种青霉孢子在25 ̄(2卜存放3 c1后,对照果实的病斑直径为18ram(图3一D),ES一2的发酵液、过滤液和提 

取液处理果实的病斑直径则分别平均为16ram( 3一A)、15ram(图3~B)、0ram(图3一C)。抗菌物质提 

取液的效果明显好于其它实验组,说}iJJ抗菌作用与抗菌物质的浓度直接相关;其中发酵液组的抑菌作用不 

如无菌过滤液组,可能是由于发酵液巾存在有大量的活菌,而ES一2菌株在苹果的伤口上仍能生长并产 

生某些物质使伤口腐败的更快。综合以上结果可知,ES一2菌株防治苹果青霉病的机理是由于ES一2产 

生的抗菌物质的作用。 

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第22卷第1期 孙力军,等植物内生菌Bacillus amyloliquefaciens ES一2菌株对苹果青霉病的抑制效果 l9 

图3各处理在24h接种25℃贮存3d后病斑的变化 

Fig.3 Decay lesion of apples after 3d at 25 ̄C and 24h inoculation 

. 

3.3贮藏温度对ES一2抑菌效果的影响 

从表1和表2可知,贮藏温度明显地影响ES一2各处理液在苹果果实上对青霉病的抑菌效果。在 

l5℃下贮藏的果实的病斑直径明显低于25 ̄(2下贮藏的果实病斑直径。经ES一2抗菌物质提取液处理后 

的果实,在15 ̄(2条件下贮藏8d其病斑直径仍为0rnrn,而在25 ̄(2条件下病斑直径维持在0mm,24h接种的 

仅为5d、48h接种的仅为6天,在8d时两种条件下的病斑直径为22ram和18 rnrn。其它组,15℃条件下也 

明显小于25℃处理组。 

表l在24h后接种干25℃和l5℃贮存苹果的病斑直径 

Table l The diameter of decay lesion of apples in different store time at 1 5 ̄C and 25 ̄C fter 24h ianoculation 

表2在48h后接种干25 ̄C和15 ̄C贮存苹果的病斑直径 

Table 2 The diameter of decay lesion of apples in different store time at 15 ̄C and 25 ̄C after 48h inoculation 

以上结果说明,贮藏温度明显地影响ES一2对苹果青霉病的抑制效果,25 ̄(2下贮藏的苹果发病率明 

显高于l5℃下贮藏的,且病斑直径的扩散速度也比15 ocT ̄快。主要是因为苹果青霉病病菌在较高的温 

度下生长较快,促进果胶酶等物质的产生,加速了苹果的腐烂。 

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3.4病菌孢子接种时间对各处理抑菌效果的影响 

从表1和表2可知,病菌孢子接种时间对各处理果实的病斑扩展也有一定的影响。24h接种青霉病 

孢子的果实,其病斑直径的扩展一般都较48h接种的要快,24h后接种病菌孢子的提取液、过滤液和发酵 

液处理的果实在25℃下8d后病斑直径分别为22mm、41mm、43mm,都显著的大于48h接种的18 mm、32 

mm、35 mm。其原因可能是因为接种时间的延后一方面有利于抗菌物质的渗透和扩散;另一方面,较长的 

时间也有利于伤口本身的愈合从而增强对病菌侵染的抵抗力。 

4讨论 

本研究的实验结果表明,ES一2菌株对苹果青霉病的防治效果在较低的温度下优于较高的温度。范 

青等¨ 在研究枯草芽胞杆菌B一912对柑桔青、绿霉菌的抑制效果时发现低温不利于贮藏。他将其原因 

归结为一方面可能是因为采后贮藏病原真菌对低温有较强的适应能力,较低的温度对它们的抑制作用相 

对较小;另一方面是细菌生长和繁殖所要求的温度相对较高,从而导致较低温下细菌不能很好生长和繁 

殖,不能产生足够的抗生素对病原菌进行抑制。该观点与本实验所得结论不同。作者认为,本研究主要是 

因为苹果青霉病病菌在较高的温度下生长较快,促进果胶酶等物质的产生,加速了苹果的腐烂,而Es一2 

菌株主要是由于产生的抗菌物质在起作用,菌体在苹果中生长不利于抗菌物质的产生,因而,拮抗菌本身 

的作用是微弱的。 

现已有许多植物病害生防菌的报道,但绝大多数是从土壤或植物体表分离的¨ 。近年来的研究表 

明,植物内生细菌由于存在于植物体内,不易受外界环境条件的影响,可较长期地发挥生物学效应,是 

天然的植物病害生防资源菌h6 J。本研究表明,植物内生菌Bacillus amyloliquefaciens ES一2菌株可以很好 

地防治苹果采后青霉病的发生。实验揭示了,Es~2菌株防治苹果青霉病的机理是由于Es一2产生的抗 

菌物质的作用。作者在以前的研究中发现,Es一2菌株能产生surfactin和fangycin等抗菌脂肽类物质,抗 

菌提取物对多种霉菌具有明显的抑制作用 ¨。Es一2菌株的这种对霉菌出色的抑制特性,表明了它在果 

蔬采后病害的防治方面有很好的应用前景。 

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学报,2000,42(1O):1033—1038. (责任编辑:李孟良) 


本文标签: 苹果植物青霉抗菌物质