【现学现卖】链霉菌防治谷类作物病害(1)

​为了满足人类生活需要,谷类作物种植量逐年增加。同时病虫害等问题也日益严峻,谷类作物的病原物有很多,包括细菌,卵菌,真菌,病毒和线虫。

目前认为真菌是禾谷类病害主要的病原菌,造成粮食大量减产。本文主要介绍一些链霉菌对禾谷类作物病害的生防实验。


Plant-MicrobeInteractions and Their Effect on Plant Health

微生物-植物互作及其对植物健康的影响


真核生物与微生物有着广泛的交流互作,这种交流主要在植物根与土壤之间的根际(rhizosphere)区域;也有一些土壤微生物附着在根表面(rhizoplane);还有一小部分土壤中的微生物可以进入植物根组织,在根部细胞间或者细胞内生存(endophytic compartment)。


尽管土壤中的非生物因素会影响土壤微生物群落构成,但是毫无疑问的是,寄主植物在根部微生物的构成中起主要作用,植物会从环境中招募有益于自己的微生物。植物根际的一些微生物会产生丰富的抑制植物病原菌的次生代谢物。


尤其是链霉菌,在土壤中广泛存在,已知临床使用的抗生素约55%来自于链霉菌,可以抗真菌,抗细菌,抗癌,抗蠕虫等。


Streptomyces—PlantInteractions

链霉菌-植物互作

陆生植物的产生(大约5亿年前)刺激了链霉菌的产生(大约4亿年前)和发展,这也是为什么在植物根际环境总是可以发现大量的链霉菌。长期与植物的共同进化塑造了链霉菌生长和代谢的各个方面特点,比如链霉菌可以从活着的和死去的植物材料中获得营养物质;产生一系列酶穿透植物表皮;以及产生丰富的次生代谢产物,帮助它们和其他微生物竞争营养和空间等。

这也是为什么有些链霉菌能够以植物内生菌的方式生活,荧光显微镜观察发现一些链霉菌可以在多种植物的根中内生、定植。


此外,链霉菌还可以在正常生境或逆境条件中对植物提供额外的好处,比如,促进植物生长(plantgrowth promotion,PGP)等。正是因为以上种种生活方式和特点,让链霉菌成为了生防制剂的理想选择。


虽然大部分链霉菌都可以用于生物防治,但仍有极少数链霉菌演化为植物病原菌,比如造成马铃薯疮痂病的病原菌是Streptomyces scabei


本图中画出了植物-链霉菌-其他微生物的简要关系图。下一期继续介绍,链霉菌作为生防菌,具体是怎么影响禾谷类作物和其他病原微生物的。

参考文献

Newitt, J.T.,Prudence, S.M., Hutchings, M.I., and Worsley, S.F. (2019) Biocontrol of cerealcrop diseases using streptomycetes. Pathogens8: 78.

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