微生物查詢網(wǎng) 目前，微生物揮發(fā)性物質(zhì)的研究已成為一個(gè)研究的熱點(diǎn)。對微生物揮發(fā)性物質(zhì)的研究進(jìn)展進(jìn)行了闡述，以期為新型農(nóng)藥的使用和開發(fā)提供思路。
近年來，國內(nèi)外學(xué)者對揮發(fā)性物質(zhì)的研究大多集中在植物方面。由于大多數(shù)這類物質(zhì)具有抗菌和殺蟲生物活性，其可直接應(yīng)用于病蟲害的生物防治，而這些物質(zhì)被稱為植物源農(nóng)藥。由此推斷，本身具有生防作用的微生物其所分泌的揮發(fā)性物質(zhì)可能也具有植物揮發(fā)性物質(zhì)的這些特性。
一、植物揮發(fā)性物質(zhì)的研究現(xiàn)狀
昆蟲取食、機(jī)械損傷、化學(xué)因子、病原菌侵染均能造成植物某些揮發(fā)性組分的大量釋放，它們可能是一種直接阻止病原擴(kuò)展和昆蟲取食的化學(xué)防御因子，也可能作為報(bào)警信號(hào)（warning signa1）參與植物通訊，或作為捕食者的引導(dǎo)信號(hào)（guiding cue），還可以作為植食性昆蟲或病原菌的拒食素（deterrent）。植物揮發(fā)性物質(zhì)（volatile organic compo-unds，VOCs）包括：碳?xì)浠衔铮ㄈ鐭N、萜烯）及其含氧化合物（如醇、醛、酮、酸、酯、內(nèi)酯、醚、酚等）。大致分為脂肪酸衍生物、芳香族化合物、單萜和倍半萜類，也包含一些含氮（吲哚）及含硫（大蒜素）的化合物。
二、微生物揮發(fā)性物質(zhì)的研究現(xiàn)狀
⒈國內(nèi)研究進(jìn)展
隨著收集方法、檢測手段、生物活性檢測體系的完善和分析手段的提高，對微生物揮發(fā)性物質(zhì)的深入研究成為可能。目前，有關(guān)這方面的研究國內(nèi)外尚不多。國內(nèi)也只是最近2~3年內(nèi)有個(gè)別淺顯的報(bào)道，只是簡單研究了揮發(fā)性物質(zhì)對某一種病原菌的抑制作用及其成分的簡單分析，但都未對其生物活性和成分作進(jìn)一步的深入研究。陳華等對枯草芽孢桿菌JA研究中發(fā)現(xiàn)，該菌產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)對灰霉病菌孢子和菌絲生長有抑制作用，吳艷等報(bào)道了1株組合Bacillus sp. CL-8產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)對立枯絲核菌的抑制作用，揭示了菌代謝過程中所產(chǎn)生的揮發(fā)性抑菌物質(zhì)與抑菌粗蛋白協(xié)同抗病的機(jī)制，同時(shí)說明了揮發(fā)性抑菌物質(zhì)也是參與其在田間發(fā)揮抗病作用的重要成分。但他們都未對其有效成分和結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步研究。郭華等采用蒸餾-萃取裝置提取環(huán)棱褐孔菌的揮發(fā)性物質(zhì)，并采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC/MS）對其成分進(jìn)行了分離鑒定。劉高強(qiáng)等利用頂空氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法對靈芝發(fā)酵物中的揮發(fā)性物質(zhì)的組分進(jìn)行了研究。
⒉國外研究進(jìn)展
國外對微生物揮發(fā)性物質(zhì)的研究比較早，Schller et al.采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，分析了26種放線菌產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)，53種化合物歸為萜類化合物，其中18種被鑒定。其中包括烷烴、烯烴、乙醇、酯類、丙酮、丁醇、乙酸、六化物和土味素等。先前，在溫室和大田條件下，植物促生菌可誘發(fā)植物抗細(xì)菌、真菌和病毒病原菌的系統(tǒng)抗性的報(bào)道，但對微生物揮發(fā)性物質(zhì)調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育和誘導(dǎo)植物對植物病害的系統(tǒng)抗性的報(bào)道相對很少。Ryu et al.報(bào)道了細(xì)菌產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)2，3-丁二醇和乙酰甲基原醇能促進(jìn)擬南芥的生長，表明揮發(fā)性物質(zhì)可作為參與調(diào)節(jié)植物與微生物互作的信號(hào)分子。Ryu et al.首次報(bào)道了枯草芽孢桿菌和解淀粉芽孢桿菌產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)誘導(dǎo)擬南芥產(chǎn)生對番茄軟腐病的抗性，試驗(yàn)中用2，3-丁二醇缺陷突變菌株證明了揮發(fā)性物質(zhì)的誘導(dǎo)抗病性作用，并且明確了揮發(fā)性物質(zhì)所誘發(fā)的抗性的傳導(dǎo)途徑是依賴于乙烯的，而非依賴于水楊酸和茉莉酸途徑。Farag et al.采用頂空固相微萃取并結(jié)合交氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，研究了芽孢桿菌株GB03和IN937a的揮發(fā)性物質(zhì)2，3-丁二醇和乙酰甲基原醇對擬南芥的促生長作用，揭示了支鏈乙醇可以作為2，3-丁二醇的替代物，成為一種新型的有前景的誘導(dǎo)植物的系統(tǒng)抗性的誘導(dǎo)劑或激發(fā)子。
Bhaskar et al.（2005）報(bào)道了1株枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）的揮發(fā)性物質(zhì)，在平板對峙培養(yǎng)中對6種病原真菌的拮抗作用，能引起菌絲和孢子結(jié)構(gòu)方面的畸形，而且揮發(fā)性物質(zhì)的拮抗作用比擴(kuò)散性物質(zhì)的作用要大。Fernando et al.首次對細(xì)菌的揮發(fā)性物質(zhì)的鑒定和生防作用進(jìn)行了報(bào)道，從芥花和大豆中分離到1株細(xì)菌，體外和土壤試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，其產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)能抑制菌核和囊孢子的萌發(fā)及核盤菌菌絲的生長，其中對囊孢子的抑制率達(dá)到54%~90%。隨后對揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行了分離鑒定，結(jié)果表明揮發(fā)性物質(zhì)包括醛類、醇類、酮類和硫化物。在分離的23種物質(zhì)中有6種抑制菌絲生長和菌核的生成，這6類物質(zhì)為苯丙噻唑、環(huán)己醇、癸醛、二甲基三硫化物、2-乙基-1-己醇和壬醛。Kai et al.采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC/MS）對不同細(xì)菌的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明不同細(xì)菌能產(chǎn)生1~30種揮發(fā)性化合物，而且大多數(shù)化合物是特有的。
三、結(jié)語
綜合上述國內(nèi)外學(xué)者對微生物揮發(fā)性物質(zhì)的研究，研究的對象包括細(xì)菌、放線菌和真菌。其中對細(xì)菌的報(bào)道占大多數(shù)，包括芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌、假單胞桿菌等，這些細(xì)菌分離自土壤、植物體表以及灌木叢，而分離自植物體內(nèi)的內(nèi)生菌，目前國內(nèi)外還沒有相關(guān)的報(bào)道。內(nèi)生菌由于與其宿主植物長期共同生活，獲得了某些相關(guān)基因的直接傳遞，因而具備了相同次級代謝產(chǎn)物的生物合成途徑，能夠產(chǎn)生宿主植物所產(chǎn)生的某些殺蟲、抗菌以及促進(jìn)植物生長活性成分，而這些有效成分可來自于內(nèi)生菌所產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)。這樣，植物源農(nóng)藥的有效成分就可望利用它們的某些內(nèi)生菌來工業(yè)化生產(chǎn)，從而有效解決植物源農(nóng)藥生產(chǎn)原料問題、規(guī)模化生產(chǎn)問題及制劑現(xiàn)代化等問題，為我國植物源農(nóng)藥的廣泛使用和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的無公害化做出實(shí)質(zhì)性貢獻(xiàn)。
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