枯草芽孢杆菌在农业领域的应用简史

  一、枯草芽孢杆菌的发现

芽孢杆菌是人们最早开始接触并研究的益生菌类群，而枯草芽孢杆菌是芽孢杆菌中关注高的一种细菌。

图：彩色扫描电子显微摄影的枯草芽孢杆菌

1835年，Ehrenberg发现枯草芽孢杆菌，并将其命名为“Vibrio subtilis”。

1872年，随着细菌分类系统的建立，Cohn又将其命名为“Bacillus subtilis”。

1945年Johnson等报道，枯草芽孢杆菌具有防治植物病害的作用；

1997年，KunstF．等人首先完成了枯草芽孢杆菌的完整基因组序列测定，并将结果发表在《Nature》杂志上

迄今为止，在种植领域，枯草芽孢杆菌已大量用于防治植物病害，促进生长，改善土壤结构，提高作物品质。

  二、枯草的筛选和生产

传统的菌株筛选通常依据形态特性、产酶能力、抑菌能力和抗逆性分析等方法在动物肠道、植物根际、土壤环境、发酵体等环境中分离，并进行分子生物学及生理生化鉴定，以筛选出性能优良的菌株。枯草芽孢杆菌的生产包括发酵和造粒，应用于工业化的发酵工艺主要有以下3种：液态发酵、固态发酵和液固两相发酵。实际生产中，以液态发酵为主。造粒是微生物制品发酵的重要后处理环节，对于保证菌剂稳定性，后续贮存及运输具有重要意义。造粒过程中通常需采用高温、真空、冷冻、辐射等方式进行，有研究报道菌体在这个过程中大量死亡，目前的工艺条件下喷雾干燥和冷冻干燥过程中菌体损伤相近。

  三、枯草在微生物农药方向的应用

作为生防菌，枯草芽孢杆菌具有非常广泛的抑菌谱，对多种真菌和细菌病害具有抑制作用:如纹枯病、根腐病、茎基腐病、全蚀病、枯萎病、黄萎病、青枯病等，还可防治霜霉病，灰霉病、白粉病，疫病、苹果霉心病，柑橘青霉病，油桃褐腐病，草莓灰霉病、冠腐病、炭疽病，黑斑病、溃疡病，金花梨果腐病。杨树溃疡病、腐烂病、黑斑病及炭疽病，茶轮斑病，烟草炭疽病、黑胫病、赤星病菌、根腐病，棉花立枯病、枯萎病等100多种病害。

截止2022年6月，登记作为杀菌剂的枯草芽孢杆菌有75个，是目前应用最为广泛的微生物农药，而其登记作物和病害也涉及大田、经作的多种作物、多种病害。登记的剂型主要为可湿性粉剂，还有少部分登记为水分散粒剂、悬浮剂和微囊粒剂等。而微囊粒剂作为当前最先进的农药剂型之一，只有成都特普生物一家有登记。

表1:枯草芽孢杆菌主要登记作物及病害

登记作物	登记病害
水稻	立枯病、纹枯病、稻瘟病、稻曲病、白叶枯
黄瓜	白粉病、细菌性角斑病、霜霉病、根腐病、灰霉病
烟草	赤星病、灰霉病、黑胫病、炭疽病、青枯病、根黑腐病
番茄	灰霉病、青枯病、立枯病
苹果	轮纹病、白粉病、炭疽病
大白菜	软腐病、根肿病
辣椒	疫病、枯萎病
草莓	灰霉病、白粉病、枯萎病
柑橘	青霉、绿霉、溃疡病
小麦	锈病、白粉病、赤霉病、全蚀病
三七	根腐病
马铃薯	晚疫病
人参	黑斑病、灰霉病、立枯病、根腐病
白术	根腐病
西瓜	枯萎病

  四、枯草在微生物肥料方向的应用

我国已经登记的微生物肥料共有10031个，其中，含有枯草芽孢杆菌的产品达到7809个，占比高达77.8%。

图1：枯草芽孢杆菌在微生物肥料中的分布

  五、结语

从以上数据来看，目前植物病害生防枯草芽孢杆菌的研究开发及应用已取得令人瞩目的成就，国内以枯草芽孢杆菌作为有效成分的微生物农药和肥料层出不穷。但由于菌株的不同，生产工艺的差异，市面上的枯草芽孢杆菌制剂应用效果千差万别。因此，如何在众多枯草芽孢杆菌制剂中，挑选真正有效的的枯草芽孢杆菌制剂，还需要大家对菌株筛选和加工技术产出的制剂作深入详细的了解。下期我们接着介绍高效枯草芽孢杆菌制剂的特点。