拮抗香蕉黑条叶斑病菌海洋细菌的研究进展.doc

陆礼招 生技1092 学号：200911341217拮抗香蕉黑条叶斑病菌海洋细菌的研究进展陆礼招Lizhao Lu（广东海洋大学农学院生物技术系生物技术1092班,学号200911341217）摘要：海洋生物中蕴藏着丰富的生物活性物质，很多具有重要的药用潜力。而海洋微生物由于其特殊的生存环境及代谢途径，产生的胞外抑菌活性物质往往与陆生微生物的不同。因而海洋微生物的研究目前受到国内外的广泛关注。香蕉黑条叶斑病是由真菌感染所致的传染病，主要为害香蕉的叶片，严重危害香蕉的生产。利用海洋细菌在抑菌方面的巨大潜在价值，筛选出分泌抑香蕉黑条叶斑病菌活性物质的海洋细菌，从而应用于香蕉黑条叶斑病的防治，将会对香蕉产业的发展有重大的意义。关键词：活性物质（active material）；叶斑病（Leaf spot）；海洋细菌（marine bacteria）；香蕉（banana）过多使用农药不仅会使植物病原微生物产生抗药性，防治的效果也会越来越差。同时植物上残留的药物对人体和环境都有较大的危害。而利用生物防治不仅可以减轻作物病虫害，还可以减少上述的副作用。在生物防治应用中陆地微生物一直是寻找抗生素的主要资源，随着陆地微生物中的抗生素不断地被开发出来，发现能产生新型抗生素的微生物资源也相应减少，因此人们必须寻找新的药源。海洋占地球表面积的71%，生存着地球上80%的生物资源。仅微生物就达100万种以上。而目前研究的还不到海洋微生物总量的5%。海洋高压、高盐、低营养、低温及特殊光照的独特环境，造就了海洋微生物不同于陆地微生物代谢的途径，这必将会产生许多结构新颖的生物活性物质。所以海洋微生物成为产生抗生素物质的新资源，逐渐被国内外抗生素研究工作者所重视。目前国内外已经从海洋细菌、放线菌、真菌等微生物体内分离到多种具有杀菌生物活性的物质，并着手于这些物质的工业化生产。1. 海洋细菌1.1 海洋细菌简介海洋细菌是生活在海洋中的、不含叶绿素和藻蓝素的原核单细胞生物。它们是海洋微生物中分布最广、数量最大的一类生物个体直径常在1微米以下，呈球状、杆状、螺旋状和分枝丝状的微生物。无真核、细胞壁坚韧。能游动的种以鞭毛运动。严格地说，海洋细菌是指那些只能在海洋中生长与繁殖的细菌。 1.2 海洋细菌的研究简史19世纪中期有人就分离出第一个海洋细菌，1865年又分离出海洋奇异贝氏硫细菌。深海细菌的研究也于1884年开始。但在相当长的时间内一直停留在描述、分类的水平上。1946年美国C.E.佐贝尔以海洋细菌为主要内容的海洋微生物学一书的问世，促使海洋微生物的研究进入以生理、生态为基础的阶段。 1959年以后苏联学者A.E.克里斯连续出版了研究深海微生物的著作，提出微生物海洋学的研究设想。1961年国际海洋微生物学讨论会的召开，标志着以海洋细菌为主要内容的海洋微生物学已成为独立的学科。60年代以来，代表性的专著有美国学者E.J.F.伍德1965年出版的海洋微生物生态学，J.M.西伯斯1979年出版的海洋微生物等。1.3 海洋细菌研究的意义海洋细菌参与降解各种海洋污染物和毒物的过程，有助于保持海洋生态系的平衡和促进海洋自净能力；海洋细菌是产生新抗菌素、氨基酸、维生素和其他生理活性物质的重要生产者；细菌参与海洋的沉积成岩作用，如参与硫矿和深海锰结核的形成等；在海洋成油、成气的过程中细菌起着重要作用；海水具有杀菌效果是由于海洋细菌的拮抗和溶菌作用，致使陆源致病菌迅速死亡；海洋细菌可直接作为海洋经济动物的饵料；细菌参与对各种海洋物质的腐蚀、变性、污秽和破坏过程；某些海洋细菌是人体或海洋生物的致病菌；在特定条件下，海洋细菌代谢产物的积累会毒化养殖环境，如氨和硫化氢的积累危害生物养殖；也可以利用细菌的代谢活动来改善被毒化的养殖环境，如氨的氧化等。海洋生物中蕴藏着丰富的生物活性物质，很多具有重要的药用以及抑菌潜力。而海洋微生物由于其特殊的生存环境及代谢途径，产生的胞外抑菌活性物质往往与陆生微生物的不同。筛选出抑菌的海洋细菌，利用其分泌的活性物质应用于病原的防治上将会有重大的意义。1.4 海洋细菌在国内外研究的情况从上世纪40年代起人们就开始海洋杀菌活性物质的研究，50年代从海洋微生物中发现并研制出第一个新抗生素头孢霉素，拉开了开发海洋新抗生素的序幕。到了上世纪八、九十年代随着海洋生物技术的发展，人们从海洋细菌、放线菌、真菌和微藻等微生物中获取杀菌活性物质日益增多。在海洋微生物中，海洋细菌所占比例最大，同时海洋细菌产生杀菌活性物质比例也较高。日本海洋工作者通过检测发现，海洋微生物中有14.1%的细菌对金黄色葡药球菌、大肠杆菌、白假丝酵母等8种细菌和真菌具有不同程度的拮抗作用，结果发现海洋微生物中有具有不同程度的抗性。王书锦等通过对辽宁近海海域海洋细菌的种类与数量分布研究，发现在分离到5608株的海洋细菌中有25%左右的海洋细菌具有不同程度的抗病原真菌、细菌的能力。国内的曾春明等早在1996年从大亚湾分离到一株细菌Pseudomonas sp.，该菌产生的灵菌红素具有杀菌活性，也常用作天然色素。2003年谢海平等从香港清水湾海域中，分离到一株能产生抗尘素的枯草芽孢杆菌菌株Bs-1，经分离纯化出3种抗酵母样真菌和革兰氏阳性菌的水溶性化合物。2004年马成新等从海绵十分离到一株细菌B25W，它产生的杀菌活性物质对植物和人类的致病真菌葡萄孢菌、稻瘟霉菌、镰刀菌、紫青霉菌、白色念珠菌有很好的拮抗作用，该活性物质对热和酸都比较稳定。2007年任召珍等从侧孢短芽孢杆菌Lh-1次级代谢产物中分离出抗菌物质R-1，对食品腐败菌、致病性革兰氏阴性、阳性菌及少数真菌均有不同程度的杀菌活性。2008年罗远婵等从渤海海泥中分离出海洋芽孢杆菌B-9987，其代谢产物对多种真菌、细菌具有强烈的抑制作用，主要是造成真菌孢子或菌丝末端膨大成球状继而胞壁崩解原生质外泄。1.5 海洋细菌研究上面临的困难以及展望海洋里的特殊环境生存着许多新种属的微生物，这些微生物具有产生多种新颖独特的杀菌活性物质的巨大潜力，在药品开发研究中具有良好的发展前景。近年来海洋微生物杀菌活性物质的研究进展较快，但是海洋微生物难培养，活性物质含量少等特点极大地限制了对其活性代谢产物的获取和大规模生产。为了有效地解决这些难题，今后海洋微生物杀菌活性物质研究与开发的重点应包括海洋微生物的分离、鉴定与保存、新型杀菌活性物质产生菌的筛选、海洋微生物育种与发酵技术、海洋微生物杀菌活性物质纯化技术等。我国是海洋大国，海域地理条件差异大，南北温度相差悬殊，海洋微生物资源丰富，充分利用我国海洋微生物的资源优势，研究开发具有我国自主知识产权的海洋微生物天然产物，不仅具有必要性而且具有美好的产业化前景，相信在不久的将来，我的科研人员必将在这一领域取得大的突破。2. 香蕉黑条叶斑病2.1香蕉黑条叶斑病的简介香蕉黑条叶斑病主要有褐缘灰斑病、灰纹病和煤纹病三种，属于真菌性病害。主要通过繁殖材料牙苗或球茎，香蕉叶片包片等包装填充材料以及香蕉果实作远距离传播。子囊孢子和分生孢子均可侵染，香蕉嫩叶最易感病，绝多数的侵染发生在心愿和最新展开的嫩叶上。分生孢子主要借助雨水或露水传播，子囊果遇水释放的子囊孢子可风传。主要危害芭蕉属植物特别是香蕉和大蕉。2.2 香蕉黑条叶斑病的现状 香蕉黑条叶斑病是由真菌侵染所致的传染病，主要为害香蕉的叶片。20世纪80年代，曾一度在浦北发生蔓延，发病十分严重。香蕉成熟时已基本没有青叶了，甚至有些香蕉还没成熟就没有青叶了，导致产量很低，种植香蕉的经济效益差。境外分布：亚洲的马来西亚、新加坡、菲律宾、印度尼西亚、印度；非洲的科特迪瓦、喀麦隆、加蓬、刚果、赞比亚、坦桑尼亚、布隆迪；大洋洲的新喀里多尼亚、新不列颠、塔希提岛、巴布亚新几内亚、所罗门群岛、斐济、西萨摩亚、汤加、澳大利亚；美洲的洪都拉斯、圭亚那、瓜德罗普岛及美国（夏威夷）。 寄主范围：主要为害芭蕉属植物特别是香蕉和大蕉。危害情况：1963年在斐济原来发生芭焦瘟病的地方突然发生了一种更为严重的、叫做黑条叶斑病的新的叶片病害，能侵染抗芭蕉瘟病的香蕉品种，原来有效防治芭蕉瘟病的药剂对该病无效。该病在10年内蔓延到西太平洋各地，在斐济和东南亚最重要的香蕉种植区几乎完全取代了芭蕉瘟病，每年不施药防治几乎收获不到香蕉。1972年在洪都拉斯发现该病比芭蕉瘟更具破坏性，随后在整个中美洲各国迅速蔓延，防治该病要比防治芭蕉瘟花费的喷药成本高2倍。该病通过蕉芽传入中国的台湾和菲律宾。在台湾，给香蕉生产造成严重损失。据称在台湾高屏主产区经过施药防治，每年可增加1.5亿新台币的经济效益。目前为止对香蕉黑条叶斑病还没有药物能进行治疗，现在主要的措施还是预防控制为主。3. 结果分析由于农药的过多使用，不仅使病原产生抗药性，对人体的危害和对环境的污染也很大。在当今时代，生物防治有效地避免了上述的副作用。而在生物防治应用中，陆地微生物一直是寻找抗生素的主要资源，随着陆地微生物中的抗生素不断地被开发出来，发现能产生新型抗生素的微生物资源也相应减少，因此人们必须寻找新的药源。海洋里资源丰富，其独特环境造就了海洋微生物种类的多样性和代谢途径的多样性。海洋微生物代谢产物中蕴藏着丰富的结构新颖、作用特殊的生物活性物质。从海洋微生物中筛选杀菌活性物质，具有良好的开发应用前景。目前为止，在国内外还没有有关海洋细菌在香蕉黑条叶斑病上应用的报道。筛选出拮抗香蕉黑条叶斑病的海洋细菌，从而获得其分泌的活性物质，批量生产应用于香蕉黑条叶斑病的防治上，对香蕉产业的发展将有着重大的意义。参考文献1 马桂珍，暴增海，吕明生 3株海洋细菌对几种植物病原真菌的抑菌作用 期刊论文 江苏农业科学 ISTIC PKU -2008年6期-2 聂亚锋海洋微生物及其活性物质防治植物病害的研究20073 骆祝华，黄翔玲，王琳 海洋细菌抑菌活性菌株的筛选 期刊论文-台湾海峡 2002(02)4 何培青，田黎，李光友，赵相增 海洋细菌B-9987胞外代谢产物的纯化及抑菌机理初探海洋与湖沼2002年 第33卷 第05期5 崔海信，魏刚，陶黎明海洋微生物源杀菌化合物的研究进展 期刊论文 浙江化工 -2009年10期6 李越中，陈琦海洋微生物资源及其产生生物活性代谢产物的