芽胞杆菌次生代谢产物及其在土传病害防控中的应用研究进展

刘磊 梁昌聪 曾迪 杨腊英 郭立佳 丁兆建 黄俊生

摘 要 介绍了芽胞杆菌次生代谢产物及防控土传病害的国内外研究现状，包括芽胞杆菌拮抗和促生物质种类、作用机理等，以及生防菌的防控应用、根际定殖等内容，并根据目前存在的问题进行了未来研究方向和前景展望。

关键词 芽胞杆菌；次生代谢产物；根际定殖；生物防治；土传病害

中图分类号 S432.1 文献标识码 A

Abstract This article summarized the latest research progress in species and mechanism of secondary metabolites produced by Bacillus spp.， and rhizosphere colonization of Bacillus spp.， and biocontrol of soil-borne diseases with Bacillus spp.. Main problems in the study on secondary metabolites and biological control of soil-born disease by Bacillus spp. were summarized， then the development direction in the future was prospected.

Key words Bacillus spp.； secondary metabolites； rhizosphere colonization； biological control； soil-borne diseases

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2017.04.030

作物土传病害泛指真菌、细菌、病毒、线虫等病原物以土壤为媒介，入侵多种植株根、茎部等，引起植物枯萎、黄萎、立枯、青枯、纹枯、软腐、根腐、根肿、猝倒、根结等多种病害。随着单一作物种植面积逐渐扩大，复种指数连年提高，病害愈演愈烈，给农业生产造成巨大损失。目前，植物真菌性土传病害严重危及全球粮食安全[1]。以香蕉枯萎病为例，20世纪初期，这种典型的真菌性土传病害几乎使全世界的“大蜜哈”香蕉毁灭，人们因此转而种植抗性较强的“Cavendish”香蕉，但“Cavendish”也逐渐成为感病品种[2-4]。在中国广东、广西、福建、海南、云南和台湾等主要香蕉种植区也已有枯萎病发生，且发病加重趋势明显，2009～2013年累计发生面积超过5.8万hm2，造成直接经济损失约104.4亿元，严重影响中国香蕉產业的发展[3，5]。

化学杀菌剂为防治土传病害作出了巨大贡献，但其长期使用也造成了农药残毒、抗药性、环境污染等诸多问题。随着世界各国对生态环境、人类健康等方面的日益重视，全球对生物防治产品、技术等的关注愈加密切。生防芽胞杆菌是防治植物土传病害的重要微生物资源，可在控制病害发生、发展的同时促进植物健康生长，具有种类多、繁殖力高、产物丰富、生活周期短、易于培养等特点，且能产生芽孢以应对高温、干旱、紫外线等不利条件，易于存活和定殖，对人畜、环境影响小，因此目前被大量应用于植物病害生物防治研究。其主要种类有枯草芽胞杆菌（Bacillus subtilis）、解淀粉芽胞杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）、蜡状芽胞杆菌（Bacillus cereus）、地衣芽胞杆菌（Baclicus lincheniformis）、巨大芽胞杆菌（Bacillus megaterium）、短小芽胞杆菌（Bacillus pumilus）等。在了解土传病害发生发展规律基础上[6]，有目的地引入生防芽胞杆菌，可调整微生物群落分布，形成多样化的生态系统，在实现土壤生态修复的同时，促进作物生长，抑制土传病害的发生、流行[7]。

1 芽胞杆菌次生代谢产物

人们早在1924年研究枯草芽胞杆菌分解纺织品纤维素时，就发现其次生代谢产物在发挥作用。目前，人们已分离纯化出多种有效的次生代谢产物，并对部分物质的组成、结构、功能、作用机理等进行了研究，可为芽胞杆菌在植病生防领域的应用提供理论依据。

1.1 拮抗物质

生防菌与病原菌共同生长时，前者在同化作用中产生的次生代谢产物可改变微环境，抑制或杀死病原菌。1945年Johnson等[8]发现枯草芽胞杆菌可产生抗菌物质。Stover等[9]认为芽胞杆菌产生的拮抗物质有脂肽类（lipopeptin）抗生素、多肽类抗生素、几丁质酶、内切-1，4-葡聚糖酶、内切-l，4-木聚糖酶、小肽、蛋白等。抗菌物质产生的生物合成途径有非核糖体型、核糖体型2种。前者研究较深入，主要包括脂肽类抗生素、多肽类化合物、聚酮化合物等；后者主要包括细菌素、细胞壁降解酶类、未知蛋白等，多为小分子物质。

1.1.1 脂肽类抗生素 脂肽类抗生素（lipopeptin）是芽胞杆菌产生的主要拮抗物质，由不同氨基酸组成的环肽和不同长度的脂肪酸链构成，根据其结构上的差异分为伊枯草菌素（iturin）家族、表面活性素（surfactin）、泛革素（fengycin，A、B 2种），还有一些结构未知的环肽抗生素[10]。iturin具环脂肽结构，是两亲化合物，亲水部分由7个α-氨基酸以酰胺键形成环状肽链，疏水部分由14～17个碳原子组成β-氨基脂肪酸成链，主要包括 A、B、C、D、E 5种，杆菌抗霉素（bacillomycin，D、F、L、LC 4种），抗霉枯草菌素（mycosubtilin）等[11]。该家族具溶血性和表面活性，毒性、致敏性低，抗菌谱较广，可破坏真菌细胞壁、细胞膜或使之合成异常，通过自发聚集或寡聚结构形成离子通道促使细胞内电解质等大量重要离子渗漏，因此可强烈抑制真菌，对细菌也有一定作用，其中iturin A应用最为广泛[12-13]。杨晶晶等[14]认为iturin和surfactin含量与对根肿病的防效存在一定关联。冉军舰等[15]从赤霉病拮抗菌7M1中分离到与芽胞杆菌溶素、iturin和mycosubtilin D等同源性达到99%的抗菌素，温室防效达76.41%。

surfactin是大环内酯型化合物，被称为最强的一类晶状生物表面活性剂，也是标准表面活性素。高学文等[16]分析枯草芽胞杆菌B2表面活性素变异体得到类似结果。surfactin具较强溶血活性，可通过与细胞膜上的磷脂分子互作形成离子通道，破坏结构，螯合离子，抑制环腺苷酸磷酸二酯酶、胞质磷脂酶A2等活性，因此可在一定程度上抑制细菌、病毒活性，对真菌抗性较弱[17]；但可加强iturin的抗真菌能力，降低植物根部表面张力，在根部形成一层生物膜，不仅能够增强生防菌的定殖能力、促进生防菌占据空间位点，还能诱导植物抗性[18]。Wen等[19]证明脂肽类抗菌活性物质Leu7-surfactin A是菌株EBS05发挥生防作用的关键因子。赵玉华等[20]在研究surfactin A合成相关基因突变菌株EBS05T时，发现surfactin A在诱导烟草对TMV系统抗性的信号转导过程中，可能存在水杨酸（salicylic acid，SA）信号途径和茉莉酸（jasmonate acid，JA）/乙烯（ethylene，ET）信号途径的交叉协同作用。Blacutt等[21]经过生化检验确认surfactin和fengycin在RRC101菌株拮抗镰刀菌时发挥作用。

Tschenj[22]从能有效抑制稻瘟病菌、黑斑病菌等丝状真菌病害的生防细菌fmbR中分离纯化得到fengycin，主要包括A、B两大类，作用机理与iturin相似，有一定溶血作用，表现广谱的抗真菌活性（特别是丝状真菌）及较弱抑制细菌活性。刘静等[23]分析枯草芽胞杆菌对水稻纹枯病菌、小麦赤霉病菌的拮抗作用时获得3种抗菌肽，发现其与fengycin A和B在分子量和氨基酸组成上相似，但理化性质有所不同。向亚萍等[24]发现解淀粉芽胞杆菌B1619分泌3种脂肽类抗生素，其中对番茄枯萎病菌生长起重要抑制作用的抗生素是bacillomycin L和fengycins。Li等[25]认为芽胞杆菌XF-1中fengycin的多样性有助于解释其生防机制。

1.1.2 多肽类物质 抗菌多肽多种多样，常含有一些特殊基团（甲酰基、乙醇胺、2，4-二氨基丁酸、亚精胺等），通常为线状、环状、分枝状等，主要包括短杆菌肽、双效菌素、伊短菌素、多粘菌素、杆菌肽等。短杆菌肽、多粘菌素等可引起细胞膜损伤，杆菌肽等可影响细胞壁合成[26]。Banerjee等[27]曾发现枯草芽胞杆菌可分泌一种环状13肽（mycobacillin）。Wu等[28]从菌株JM4代谢产物中获得2种同源性较强（7个氨基酸序列组成相同）的新型抗菌肽。袁洪水等[29]用硫酸铵盐析得到多肽類抗菌物质，可抑制大丽轮枝菌孢子萌发，使菌丝体原生质凝集。

1.1.3 聚酮化合物 由低级羧酸连续缩合形成，具长碳链结构，可分为芳香族聚酮化合物、复合聚酮化合物2大类。前者是乙酸缩合形成酮基，以非还原状态在酰基链延伸，经折叠、醇醛缩合形成六元环后脱水还原；后者与前者在结构上差异较大，缩合后通过内酯化成环，合成的关键酶是聚酮合酶（PKS）。主要有地非西丁（difficidin）、大环内酯（macrolactin）、多烯化合物（bacillaene）等，具有抗细菌（如红霉素、四环素等）、真菌（如灰黄霉素、两性霉素等）等活性[30]。

1.1.4 细菌素 一类多肽或前体多肽，由细菌在代谢过程中合成，抗菌谱较窄，一般对同源革兰氏阳性菌具有抑菌活性，自身有免疫性，如枯草菌素等[31]；而类细菌素也可作用于革兰阴性菌、真菌，应用更广[32]。细菌素可特异性吸附到敏感受体，破坏细胞膜，形成离子通道，促使发生离子渗漏，抑制三磷酸腺苷等合成、运输，降低膜内外能差，致使细胞在形态、代谢等方面发生一系列改变，最终死亡。Palazzini等[33]从赤霉病菌拮抗芽胞杆菌RC218中分离到菌株独有的羊毛硫细菌素（lantibiotics）。

1.1.5 细胞壁降解酶类 最常见的是几丁质酶、β-1，3-葡聚糖酶等，前者可降解、重组真菌细胞壁；后者可水解β-1，3糖苷键，抑制真菌生长，也可作为病程相关蛋白、信号分子等诱导植物抗性。两者可协同作用，增强抑菌效果[34]。张志红等[35]发现将芽胞杆菌与酵母菌组合后降解液粘度最低、几丁质酶活性最高，可使甲壳素对根结线虫防效提高2.58倍。谢昕等[36]发现多粘类芽胞杆菌AFB037产生抗菌成分需要真菌菌体成分的诱导，认为其有效成分可能为细胞壁降解酶类。柳少燕等[37]认为拮抗菌中可能参与病原菌细胞壁降解的酶类的亚家族发生了显著扩增，且扩增的亚家族与拮抗菌特异降解的病原菌细胞壁组分之间存在关联。张亮等[38]发现有广谱抑菌能力的4株生防菌均能产生蛋白酶、β-1，3葡萄糖酶等，但未分泌几丁质酶。畅涛等[39]分析莫海威芽胞杆菌ZA1拮抗机理时发现其不能产生几丁质酶和葡聚糖酶。

1.1.6 其它抗菌物质 芽胞结合蛋白TasA伴随芽孢形成产生，对革兰氏阳性、阴性细菌均有广谱抗菌活性[40]。Liu等[41]提取纯化枯草芽胞杆菌B-916产生的抗菌物质，分离到一种新蛋白（bacisubin），发现其能使立枯丝核菌菌丝顶端肿大、破裂。陈夕军等[42]得到枯草芽胞杆菌G87的抗菌蛋白，其为不含芳烃的糖蛋白，对高温和碱性条件敏感，对蛋白酶类和紫外线等不敏感。Tareq等[43]在优化拮抗芽胞杆菌发酵条件时发现了新的大环内酯衍生物，对革兰氏阳性菌有拮抗活性。胡晓丹等[44]从对小麦赤霉病菌具有显著拮抗作用的枯草芽胞杆菌上清液中分离鉴定拮抗物质，得到分子量48 ku的蛋白质。牛焕杰等[45]分离到一种分子量为115 ku的抗菌蛋白EP-1，其对苹果树腐烂病菌菌丝生长具有明显抑制和破坏作用。

1.2 促生物质

有些微生物对植物的生长起直接或间接的促进作用，被称为植物促生细菌（Plant growth-promoting rhizobacteria，PGPR）。PGPR作为最具防病潜力与应用价值的一类生防菌，不仅能够促进植物生长，增加作物的产量，还能提高防病能力，是众多学者关注的热点对象，尤以芽胞杆菌、假单胞菌属为多。

1.2.1 植物激素 芽胞杆菌能产生或诱导植物产生激素类物质[生长素（indole acetic acid，IAA）、赤霉素（gibberellic acid，GA）、细胞分裂素（cytokinin，CTK）、脱落酸（abscisic acid，ABA）、ET、SA、JA、油菜素甾醇（brassinosteroid，BR）、多胺（polyamine，PA）、三十烷醇（triacontanol，TRIA）等]及其类似物，从而对植物的一系列生命活动过程产生影响，包括细胞生长、分裂，气孔调节，光合作用，蒸腾作用，离子吸收、运输，叶、花、果实发育、衰老，逆境抗性等[46]。杨大旗等[47]检测小麦丰收菌蜡状芽胞杆菌W2-6、R2的代谢产物，发现其中GA、ABA、玉米素含量均增加，有利于麦苗生长。崔荣强等[48]发现有强抑菌作用的芽胞杆菌T28可产生促生长植物激素和铁载体。Asari等[49]用拟南芥研究解淀粉芽胞杆菌促生作用，发现其存在IAA、CTK信号传导。

1.2.2 嗜铁素 亦称为铁载体，是微生物为了适应地壳高氧低铁环境，经非核糖途径合成的一类分子量小、能特异获取环境中Fe3+的螯合因子[50]，已有500多种化学结构不同的嗜铁素被发现。铁元素是微生物、植物必需的微量元素，其功能无可替代。缺铁环境下，芽胞杆菌可通过竞争将其转运到细胞内满足自身需要，此时环境中Fe3+进一步减少，可抑制病原菌生长或使病原菌缺少致毒因子[51]。同时，嗜铁素在植物营养中可发挥潜在调控作用，例如活化土壤中的难溶性铁参与根瘤固氮等[52]。余贤美等[53]应用改良培养基获得较高产量的嗜铁素，同时，认为铁离子可降低菌株对枯萎病的防效。

1.2.3 有机酸 磷、钾等是作物生长发育所必需的主要营养元素，若供应不足易影响作物的产量和品质。有机酸是具有酸性的有机化合物，可提高作物养分利用效率等。不同种类的芽胞杆菌可分泌多种有机酸（乳酸、羟基乙酸、延胡索酸、琥珀酸、柠檬酸等），将土壤中许多不溶性的无机物转化为可溶性的磷、钾盐等，供作物吸收利用。Chen等[54]认为芽胞杆菌可分泌大量柠檬酸、草酸等溶磷高效有机酸。杨柳等[55]发现有机酸、氨基酸等可促进钾长石等的分解。张义等[56]经筛选获得2株能分泌乳酸、丙酸、丁二酸等的地衣芽胞杆菌，认为其在促进土壤中难溶的磷、钾等化合物的分解方面展现出一定的潜力。

2 在土传病害防控中的应用

目前，芽胞杆菌次生代谢产物防控土传病害主要应用方式是在田间接入生防菌。美國登记的5株枯草芽胞杆菌中，GBO3（Kodiak）、MBI600（Subtilex）可防治由镰刀菌属、链格孢属、丝核菌属等引起的豆类、麦类、棉花、花生根部病害，解淀粉枯草芽胞杆菌变种FZB24（Taegro）可有效防治由镰刀菌属、丝核菌属引起的根腐病、枯萎病。俄罗斯开发了2种枯草芽胞杆菌产品，其中可湿性粉剂AllrineB用于防治多种作物立枯病等，田间防效达60%～95%；Gamair主要用于防治细菌性软腐病等。澳大利亚登记的枯草芽胞杆菌A-13可用于防治麦类、胡萝卜立枯病等土传病害，且可提高产量。中国研制的枯草芽胞杆菌可湿性粉剂“百抗”可用于防治水稻纹枯病、三七根腐病、烟草黑胫病等土传病害，枯草芽胞杆菌组合粉剂或液剂“麦丰宁”可用于防治小麦纹枯病，田间防效为50%～80%。

2.1 竞争拮抗

生防菌竞争作用主要包括营养和位点竞争。营养竞争只在少数菌株中发现，如产生的嗜铁素与病原菌竞争铁营养；位点竞争包括芽胞杆菌在植物根际、体表或体内的定殖、繁衍和种群的建立及其与病原微生物的相互作用。拮抗作用主要指生防菌通过产生上述多种次生代谢产物，改变其生长的微环境，抑制甚至杀死病原菌。Aravind等[57]从黑胡椒根、茎分离芽胞杆菌等用于防控辣椒疫霉。梁建根等[58]发现巨大芽胞杆菌K-8对南方根结线虫2龄幼虫有一定的杀伤作用，其矫正死亡率为70.8%，盆栽防效为47.8%。Alvindia等[59]应用解淀粉芽胞杆菌DGA14防控香蕉冠腐病，同时可提高香蕉质量。Wang等[60]应用解淀粉芽胞杆菌W19菌防控香蕉枯萎病。施慧等[61]利用一种解淀粉芽胞杆菌的杀线虫活性构建了快速高效筛选的方法，用来快速寻找与线虫侵染功能相关的基因。杨晶晶等[14]用化学诱变枯草芽胞杆菌对大白菜根肿病进行防治，防效可达68.80%。黄秋斌等[62]通过GFP标记菌株验证了蜡样芽胞杆菌B3-7能在小麦根部长期定殖，具有较好的生态适应性和防治小麦纹枯病的能力。马耀华等[63]从石榴根际土壤中分离获得一株生防细菌Z2，对石榴干腐病抑制率达31.27%～81.89%。张亮等[38]从健康大豆植株根部筛选到有广谱抑菌能力的4株生防菌，认为其对番茄枯萎病有良好的防控效果，发病程度可降低42.33%～51.33%。李姝江等[64]将解淀粉芽胞杆菌BA-12可湿性粉剂稀释500～1 000倍时防治核桃根腐病效果最佳。Karimi等[65]认为可应用根际解淀粉芽胞杆菌SB14防治甜菜立枯病。此外，王文桥等[66-67]指出，化学药剂与枯草芽胞杆菌BAB-1水剂等交替喷施明显降低了番茄4种病害或黄瓜3种病害的严重度及延缓病害发展，减少了化学药剂施用次数。

2.2 诱导抗性

拮抗菌能激活植物的防御反应或诱导植物的系统抗病性，提高植物的抗病能力，van Loon等[68]和van Wees等[69]认为根际微生物能诱导寄主植物产生不同于传统系统获得抗性（Systemic acquired resistance，SAR）的诱导系统抗性（Induced systemic resistance，ISR）。芽胞杆菌产生的surfactin和fengycin能通过依赖JA、ET的ISR增强大豆、番茄抗病性能[70]。余贤美等[53]发现枯草芽胞杆菌Bs-15可诱导甜椒产生抗性，在防治枯萎病及促进生长等方面具有较好效果。Niu等[71]发现芽胞杆菌AR156可诱导拟南芥植株体内防卫反应的相关基因表达，提高植株抵御病原菌人侵的能力。Bhattacharyya等[72]研究表明根围促生菌可诱导植株产生系统抗病性。陈志谊等[7]认为生防芽胞杆菌B-1619、PTS-394不仅可有效控制由设施蔬菜土传病害引起的连作障碍，而且对植株有促生作用。李文英等[73]发现芽胞杆菌PAB-1、PAB-2菌株制剂能增加香蕉苗生物量，提高植株养分吸收量，防控效果为18.8%～46.9%。李山东等[74]将枯草芽胞杆菌NJ-18的芽孢制剂与20%氟酰胺可湿性粉剂联合拌种，用于防治小麦纹枯病，对拔节期病害防效高达74.83%，且能显著提高小麦千粒重，同时对小麦生长安全。陈刘军等[75]验证了蜡质芽胞杆菌AR156对水稻纹枯病的温室防效为73.06%，可促进水稻生物量增加14.45%，同时提高了水稻植株防御酶活性，增强防卫相关基因的表达。畅涛等[39]应用莫海威芽胞杆菌ZA1防控马铃薯晚疫病等，确认其发挥了防病促生作用及对防御酶的诱导。黄大野等[76]发现苏云金芽胞杆菌NBIN863对番茄根结线虫的温室防效达54.48%，对植株具有促生作用。马玉琴等[77]认为短短芽胞杆菌肥不仅可以有效地防治根结线虫病，而且增产及促生长作用较为明显。Jiao等[78]发现葡萄内生芽胞杆菌可诱导寄主产生内源性褪黑素。施用生物有机肥可在防控香蕉枯萎病、番茄青枯病的同时，提高产量，改善果实品质[79-81]。

2.3 根际定殖

根际定殖是指在有土著微生物存在的情况下，引入外来微生物至植物根部并持续维持一定种群数量，这是生防菌充分发挥作用并防控植物土传病害的基础[82-83]。芽胞杆菌在植物根际、体表或体内及土壤中占据生态位，从而防止病原菌入侵，这可视为其竞争作用的具体表现[84]。生防菌株在植物根际定殖受生物和非生物因素影响。生物因素包括拮抗菌本身的生理特性[85]、植物因素（品种、根系分泌物等）[86]及其与其它微生物的相互作用等。非生物因素主要包括土壤理化性状、营养状况、含水量等[87]。不同因素可相互作用，共同影响生防菌的根际定殖。准确地回收、检测接种到环境的微生物，是确保其发挥预期作用的技术前提。已报道的检测方法主要有抗生素标记法[88-90]、报告基因标记法[89，91-93]、免疫学方法等。Ji等[83]筛选到可在桑树根际定殖并进入根系内部防止病害发生的枯草芽胞杆菌。Fan等[94]发现标记后解淀粉芽胞杆菌FZB42在不同作物根部表现出不同的定殖特征。

3 问题与展望

次生代谢产物对芽胞杆菌发挥防病促生作用至关重要，目前已分离得到多种次生代谢产物，应在研究化合物组成、结构、基本生理生化性质等基础上结合发酵培养分析其产生条件，结合田间植物微生态环境分析其生物学特性，结合室内及田间防效分析其作用机理。其中，芽胞杆菌田间定殖是其能发挥作用从而防控植物土传病害的基础，应高度重视，在筛选优良菌株基础上，结合生物学特性分析、田间环境因素、作用机理等，利用物理、化学、生物、分子生物学技术等加强对生防菌的改良，增强其定殖能力，同时提高其竞争、拮抗、诱抗作用，扩大防治对象范围。其次，可通过添加载体、表面活性剂、分散剂、崩解剂、黏结剂、保护剂等将生防菌加工配制成可湿粉剂、水分散粒剂等，或添加有机肥等将其加工配制成微生物有机肥，以增强拮抗菌田间宿存能力，更好地发挥防控作用。但目前微生物菌剂、菌肥使用的菌种仍比较单一或配制不合理，应根据芽胞杆菌等次生代谢产物种类科学配制多功能复合微生物菌肥，以提高其促生防病功效，修复土壤。也可结合相容性分析、作用机理、实际需求等将不同菌株组合，或将菌株与化学杀菌剂等混合配制成复合菌剂[95-96]。此外，在施用生防菌时，应参考现有施药方式[97-98]，结合区域环境、作物生长、病害发生发展规律等[6，99]，分析适宜的时期、环境条件等，同时可对菌剂、菌肥进行激活扩繁等，还应根据各项指标、防控效果等及时进行调整。

近十多年来，随着发酵工程、酶工程、细胞工程、基因工程、蛋白质工程等现代生物技术的高速发展，刚刚起步的生物防治产业以其巨大的社会、经济和生态效益，展现出其良好的应用前景，成为各国研究机构和公司的关注热点。芽胞杆菌是土壤和植物微生态（体表、根际等）的优势微生物种群，具有较强的抗逆能力和防病促生作用。许多性状优良的菌株已被成功应用于多种植物土传病害及其它病害[48，100]的生物防治，且防治效果在田间得到验证。目前，中国把农业生物药物与生态农业作为优先发展的主题，更进一步提出农药化肥“双减”计划、“绿色增产增效模式”，芽胞杆菌等微生物农药产业具有广阔的发展前景，相关研究可为农业绿色化、增产、增效和可持续发展提供技术支持。

参考文献

[1] Matthew C F， Daniel A H， Cheryl J B， et al. Emerging fungal threats to animal， plant and ecosystem health[J]. Nature， 2012， 484（7393）： doi： 10.1038/nature10947.

[2] Hwang S C， KoW H. Cavendish banana cultivars resistant to fusarium wilt acquired through somaclonal variation in Taiwan[J]. Plant Disease， 2004， 88（6）： 580-588.

[3] Dong Z， Wang Z. Isolation and characterization of an exopolygalacturonase from Fusarium oxysporum f. sp. cubense race 1 and race 4[J]. BMC Biochemistry， 2011， 12： 51.

[4] Li C Y， Chen S， Zuo C W， et al. The use of GFP-transformed isolates to study infection of banana with Fusarium oxysporum f. sp. cubense race 4[J]. European Journal of Plant Pathology， 2011， 131（2）： 327-340.

[5] Zeng L S， Zhao Z H， Lü S， et al. The Fusarium species isolated from banana and their phylogenetic relationships[J]. Mycosystema， 2013， 32（4）： 617-632.

[6] 劉 磊， 梁昌聪， 曾 迪， 等. 香蕉枯萎病的田间分布型及病原菌在植株不同部分的分布情况[J]. 生态学报， 2015， 35（14）： 4 742-4 753.

[7] 陈志谊， 刘邮洲， 乔俊卿， 等. 利用芽孢杆菌生防菌防控土传病害引起的设施蔬菜连作障碍[J]. 中国蔬菜， 2012（15）： 29-30.

[8] Johnson F H， Dan H C. The retardation of protein denaturation by hydrostatic pressure[J]. Journal of Cellular & Comparative Physiology， 1945， 26（1）： 43-46.

[9] Stover A G， Driks A. Regulation of synthesis of the Bacillus subtilis transition-phase， spore-associated antibacterial protein TasA[J]. Journal of Bacteriology， 1999， 181（17）： 5 476-5 481.

[10] Ongena M， Jacques P. Bacillus lipopeptides， versatile weapons for plant disease biocontrol[J]. Trends in Microbiology， 2008， 16（3）： 115-125.

[11] Moyne A L， Shelby R， Cleveland T E， et al. Bacillomycin D： an iturin with antifungal activity against Aspergillus flavus[J]. Journal Applied Microbiology， 2001， 90（4）： 622-629.

[12] Stein T， Heinmann S， Dusterhus S. Expression and functional analysis of subtilin immunity genes spaIFEG in the subtilin-sensitive host Bacillus subtilis MO 1099[J]. The Journal of Bacteriology， 2005， 187（3）： 822-828.

[13] Hiradate S， Yoshida S， Sugie H， et al. Mulberry anthracnose antagonists （iturins） produced by Bacillus amyloliquefaciens RC-2[J]. Phytochemistry， 2002， 61（6）： 693-698.

[14] 杨晶晶， 陈丽华， 李兴玉， 等. 化学诱变枯草芽孢杆菌对大白菜根肿病的防治效果[J]. 安徽农业科学， 2014， 42（9）： 2 597-2 599.

[15] 冉军舰， 徐剑宏， 赫 丹， 等. 小麦赤霉病原菌拮抗菌Bacillus amyloliquefaciens 7M1产抗菌素的研究[J]. 微生物学通报， 2016， 43（11）： 2 437-2 447.

[16] 高学文， 姚仕义， Huong Pham， 等. 枯草芽孢杆菌B2菌株产生的表面活性素变异体的纯化和鉴定[J]. 微生物学报， 2003， 43（5）： 647-652.

[17] Julkowska D， Obuchowski M， Holland B I， et al. Comparative analysis of the development of swarming communities of Bacillus subtilis 168 and a natural wild type： critical effects of surfactin and the composition of the medium[J]. Journal of Bacteriology， 2005， 187（1）： 65-76.

[18] Bais H P， Fall R， Vivaneo J M. Biocontrol of Bacillus subtilis against infection of arabidopsis roots by Pseudomonas syringae is facilitated by biofilm formation and surfactin production[J]. Plant Physiology， 2004， 134（1）： 307-319.

[19] Wen C Y， Yin Z G， Wang K X， et al. Purification and structural analysis of surfactin produced by endophytic Bacillus subtilis EBS05 and its antagonistic activity against Rhizoctonia cerealis[J]. The Plant Pathology Journal， 2011， 27（4）： 342-348.

[20] 趙玉华， 周 蕊， 李俊州， 等. 内生细菌EBS05对烟草诱导抗性的信号转导途径研究[J]. 植物病理学报， 2014， 44（5）： 527-535.

[21] Blacutt A A， Mitchell T R， Bacon C W， et al. Bacillus mojavensis RRC101 lipopeptides provoke physiological and metabolic changes during antagonism against Fusarium verticillioides[J]. Molecular Plant-microbe Interactions， 2016， 29（9）： MPMI05160093R. [Epub ahead of print].

[22] Tschenj S M. Control of Rizoctonia soanli by Bacillus subtilis[J]. Transactions of the Mycological Society Japan， 1987， 28： 483-493.

[23] 刘 静， 王 军， 姚建铭， 等. 枯草芽孢杆菌JA抗菌物特性的研究及抗菌肽的分离纯化[J]. 微生物学报， 2004， 44（4）： 511-514.

[24] 向亚萍， 周华飞， 刘永锋， 等. 解淀粉芽孢杆菌B1619脂肽类抗生素的分离鉴定及其对番茄枯萎病菌的抑制作用[J]. 中国农业科学， 2016， 49（15）： 2 935-2 944.

[25] Li X Y， Mao Z C， Wang Y H， et al. ESI LC-MS and MS/MS characterization of antifungal cyclic lipopeptides produced by Bacillus subtilis XF-1[J]. Journal of Molecular Microbiology and Biotechnology， 2012， 22（2）： 83-93.

[26] Wadhwani P， Afonin P， Ieronimo M. Optimizedp rotocol for synthesis of cyclic gramicidin S： starting amino acid is key to high yield[J]. Journal of Organic Chemistry， 2006， 71： 55-61.

[27] Banerjee A B， Bose S K. Amino-acid configuration of mycobacillin[J]. Nature， 1963， 200： 471.

[28] Wu S M， Jia S F， Sun D D， et al. Purification and characterization of two novel antimicrobial peptides subpeptin JM4-A and subpeptin JM4-B produced by Bacillus subtilis JM4[J]. Current Microbiology， 2005， 51（5）： 292-296.

[29] 袁洪水， 马 平， 李术娜， 等. 棉花黄萎病拮抗细菌的筛选与抗菌物分析[J]. 棉花学报， 2007， 19（6）： 436-439.

[30] Chen X H， Scholz R， Borriss M， et al. Difficidin and bacilysin produced by plant-associated Bacillus amyloliquefaciens are efficient in controlling fire blight disease[J]. Journal of Biotechnology， 2009， 140（1-2）： 38-44.

[31] Zheng G， Slavik M F. Isolation， partial purification and characterization of a bacteriocin produced by a newly isolated Bacillus subtilis strain[J]. Letter in Applied Bacteriology， 1999， 28（5）： 363-367.

[32] Ben G R， Hertman I. Bacteriocin-like material produced by Pasteurella pestis[J]. Gen Microbiol， 1958， 19（2）： 289-297.

[33] Palazzini J M， Dunlap C A， Bowman M J， et al. Bacillus velezensis RC218 as a biocontrol agent to reduce Fusarium head blight and deoxynivalenol accumulation： Genome sequencing and secondary metabolite cluster profiles[J]. Microbiological Research， 2016， 192： 30-36.

[34] Wu J H， Zhang X L， Luo X I， et al. Transgenic cotton plants of chitinase and glucanase genes and their performance of resistance to Verticillium dahliea[J]. Acta Genetica Sinica， 2004， 31： 183-188.

[35] 张志红， 冯 宏， 李華兴， 等. 甲壳素降解液防治番茄南方根结线虫病[J]. 中国蔬菜， 2010（16）： 58-61.

[36] 谢 昕， 杨英歌， 黄继翔. 植物病原真菌广谱拮抗菌的筛选鉴定及发酵条件初步研究[J]. 生物技术通报， 2012 （9）： 143-148.

[37] 柳少燕， 陈捷胤， 李 蕾， 等. 拮抗菌与病原菌碳水化合物酶类比较分析[J]. 基因组学与应用生物学， 2013， 32（1）： 97-104.

[38] 张 亮， 王改兰， 段建南， 等. 广谱生防菌对番茄枯萎病的防病效果及其机理[J]. 中国生物防治学报， 2015， 31（6）： 897-906.

[39] 畅 涛， 杨成德， 薛 莉， 等. 珠芽蓼内生菌ZA1对马铃薯的防病促生研究[J]. 草业学报， 2015， 24（12）： 83-91.

[40] Stover A G， Driks A. Regulation of synthesis of the Bacillus subtilis transition-phase， spore-associated antibacterial protein TasA[J]. Journal of Bacteriology， 1999， 181（17）： 5 476-5 481.

[41] Liu Y， Chen Z， Ng T B， et al. Bacisubin， an antifungal Protein with ribonuclease and hemagglutinating activities from Bacillus subtilis strain B-916[J]. Peptides， 2007， 28： 553-559.

[42] 陈夕军， 李 娟， 孙启利， 等. 水稻内生枯草芽孢杆菌G87抗菌蛋白的分离纯化及理化特性[J]. 微生物学报， 2010， 50（10）： 1 353-1 357.

[43] Tareq F S， Kim J H， Lee M A， et al. Antimicrobial gageomacrolactins characterized from the fermentation of the marine-derived bacterium Bacillus subtilis under optimum growth conditions[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry， 2013， 61（14）： 3 428-3 434.

[44] 胡晓丹， 王建伟， 李孝敬， 等. 赤霉病菌拮抗菌Bacillus subtilis AF0907抗菌物质研究[J]. 中国生物防治学报， 2015， 31（3）： 378-385.

[45] 牛焕杰， 李 辉， 王娜娜， 等. 苹果树腐烂病菌拮抗枯草芽孢杆菌E1R-j抗菌蛋白的分离纯化[J]. 西北农林科技大学学报， 2016， 44（9）： 1-8.

[46] Ashraf M， Akram N A， Arteca R N， et al. The physiological， biochemical and molecular roles of brassinosteroids and salicylic acid in plant processes and salt tolerance[J]. Critical Reviews in Plant Sciences， 2010， 29（3）： 162-190.

[47] 杨大旗， 胡义文， 刘灼均， 等. 小麦丰收菌Bacillus cereus W2-6的代谢产物分析[J]. 西南农业学报， 1998， 11（3）： 50-54.

[48] 崔荣强， 张久明， 马湘君， 等. 海洋生境芽孢杆菌（Bacillus sp.）T28菌株对番茄生长的多功能促进作用[J]. 植物生理学报， 2015， 51（11）： 1 855-1 860.

[49] Asari S， Tarkowská D， Rolcík J， et al. Analysis of plant growth-promoting properties of Bacillus amyloliquefaciens UCMB5113 using Arabidopsis thaliana as host plant[J]. Planta， 2017， 245： 15-30.

[50] David A H， Amy E W， Alison B， et al. Competition among marine phytoplankton for deferent chelated iron species[J]. Letters to Nature， 1999， 400： 858-861.

[51] Shoda M. Bacterial control of plant diseases[J]. Journal of Bioscience and Bioengineering， 2000， 89（6）： 515-521.

[52] Henkels M D， Loper J E. Utilization of heterologous siderophores enhances levels of iron available to Pseudomonas putida in the rhizosphere[J]. Applied and Environmental Microbiology， 1999， 65（12）： 5 357-5 363.

[53] 余賢美， 周广芳， 辛 力. 枯草芽孢杆菌Bs-15产嗜铁素条件及其对甜椒的防病促生效应[J]. 农药学学报， 2010， 12（2）： 135-141.

[54] Chen Y P， Rekha P D， Arun A B， et al. Phosphate solubilizing bacteria from subtropical soil and their tricalcium phosphate solubilizing abilities[J]. Applied Soil Ecology， 2006， 34（1）： 33-41.

[55] 杨 柳， 唐旺全， 蒋 艳， 等. 解钾芽孢杆菌的分离·鉴定及其代谢产物分析[J]. 安徽农业科学， 2011， 39（28）： 17 265-17 267.

[56] 张 义， 程 晓， 王全龙， 等. 芡实根际促生细菌的筛选及其生物学特性[J]. 山东农业科学2015， 47（8）： 53-58.

[57] Aravind R， Kumar A， Eapen S J， et al. Endophytic bacterial flora in root and stem tissues of black pepper （Piper nigrum L.） genotype： isolation， identification and evaluation against Phytophthora capsici[J]. Letters in Applied Microbiology， 2008， 48（1）： 58-64.

[58] 梁建根， 郑经武， 郝中娜， 等. 生防菌K-8对南方根结线虫的防治及其鉴定[J]. 中国农学通报， 2011， 27（21）： 282-286.

[59] Alvindia D G. Improving control of crown rot disease and quality of pesticide-free banana fruit by combining Bacillus amyloliquefaciens DGA14 and hot water treatment[J]. European Journal of Plant Pathology， 2013， 136（1）： 183-191.

[60] Wang B， Yuan J， Zhang J， et al. Effects of novel bioorganic bioorganic fertilizer produced by Bacillus amyloliquefaciens W19 on antagonism of Fusarium wilt of banana[J]. Biology and Fertility of Soils， 2013， 49（4）： 435-446.

[61] 施 慧， 孫 帆， 刘仲仲， 等. 解淀粉芽孢杆菌杀线虫活性高效筛选模型的建立及应用[J]. 微生物学报， 2014， 54（5）： 589-594.

[62] 黄秋斌， 张 颖， 刘凤英， 等. 蜡样芽孢杆菌B3-7在大田小麦根部的定殖动态及其对小麦纹枯病的防治效果[J]. 生态学报， 2014， 34（10）： 2 559-2 566.

[63] 马耀华， 谭小艳， 黄思良， 等. 石榴干腐病生防菌株Z2的鉴定及其培养条件的优化[J]. 植物病理学报， 2015， 45（4）： 425-437.

[64] 李姝江， 方馨玫， 曾艳玲， 等. 解淀粉芽孢杆菌BA-12可湿性粉剂研制及对核桃根腐病的防治效果[J]. 中国生物防治学报， 2016， 32（5）： 619-626.

[65] Karimi E， Safaie N， Shams-Baksh M， et al. Bacillus amyloliquefaciens SB14 from rhizosphere alleviates Rhizoctonia damping-off disease on sugar beet[J]. Microbiological Research， 2016， 192： 221-30.

[66] 王文桥， 马 平， 张小风， 等. 生物源杀菌剂与化学药剂协调防控番茄病害[J]. 植物保护学报， 2011， 38（1）： 75-80.

[67] 王文桥， 马 平， 韩秀英， 等. 生物源杀菌剂与化学杀菌剂协调防控黄瓜病害[J]. 中国生物防治学报， 2011， 27（1）： 104-109.

[68] van Loon L C， Bakker P A， Pieterse C M. Systemic resistance induced by rhizosphere bacteria[J]. Annual Review of Phytopathology， 1998， 36（1）： 453-483.

[69] van Wees S C M， Pieterse C M J， Trijssenaar A， et al. Differential induction of systemic resistance in Arabidopsis by biocontrol bacterial[J]. Molecular Plant-microbe Interactions， 1997， 10（6）： 716-724.

[70] Ongena M， Jourdan E， Adam A， et al. Surfactin and fengycin lipopeptides of Bacillus subtilis as elicitors of induced systemic resistance in plants[J]. Environmental Microbiology， 2007， 9（4）： 1 084-1 090.

[71] Niu D D， Liu H X， Jiang C H， et al. The plant growth-promoting rhizobacterium bacillus cereus AR156 induces systemic resistance in Arabidopsis thaliana by simultaneously activating salicylate and jasmonate/ethylene-dependent signaling pathways[J]. Molecular Plant-Microbe Interactions， 2011， 24（5）： 533-542.

[72] Bhattacharyya P N， Jha D K. Plant growth-promoting rhizobacteria（PGPR）： emergence in agriculture[J]. World Journal of Microbiology & Biotechnology， 2012， 28（4）： 1 327-1 350.

[73] 李文英， 彭智平， 杨少海， 等. 植物根际促生菌对香蕉幼苗生长及抗枯萎病效应研究[J]. 园艺学报， 2012， 39（2）： 234-242.

[74] 李山东， 于金凤， 彭 迪， 等. 枯草芽孢杆菌NJ-18和氟酰胺联合拌种防治小麦纹枯病研究[J]. 农药学学报， 2013， 15（4）： 427-433.

[75] 陈刘军， 俞仪阳， 王 超， 等. 蜡质芽孢杆菌AR156防治水稻纹枯病机理初探[J]. 中国生物防治学报， 2014， 30（1）： 107-112.

[76] 黄大野， 叶良阶， 刘晓艳， 等. 苏云金芽孢杆菌NBIN863菌株对番茄根结线虫的防治效果和促生作用[J]. 中國蔬菜， 2015（10）： 57-60.

[77] 马玉琴， 魏 偲， 茆振川， 等. 生防型菌肥对黄瓜生长及根结线虫病的影响[J]. 中国农业科学， 2016， 49（15）： 2 945-2 954.

[78] Jiao J， Ma Y， Chen S， et al. Melatonin-Producing Endophytic Bacteria from Grapevine Roots Promote the Abiotic Stress-Induced Production of Endogenous Melatonin in Their Hosts[J]. Frontiers in Plant Science， 2016， 21（7）： 1 387.

[79] 钟书堂， 沈宗专， 孙逸飞， 等. 生物有机肥对连作蕉园香蕉生产和土壤可培养微生物区系的影响[J]. 应用生态学报， 2015， 26（2）： 481-489.

[80] Wang B B， Yuan J， Zhang J， et al. Effects of novel bioorganic fertilizer produced by Bacillus amyloliquefaciens W19 on antagonism of Fusarium wilt of banana[J]. Biology and Fertility of Soils， 2013， 49： 435-446.

[81] Wu K， Fang Z， Wang L， et al. Biological potential of bio-organic fertilizer fortified with bacterial antagonist for the control of tomato bacterial wilt and the promotion of crop yields[J]. Journal of Microbiology and Biotechnology， 2016， 26（10）： 1 755.

[82] Cavaglieri L， Orlando J， Rodriguez M I， et al. Biocontrol of Bacillus subtilis against Fusarium verticillioides in vitro and at the maize root level[J]. Research in Microbiology， 2005， 156（5-6）： 748-754.

[83] Ji X L， Lu G B， Gai Y P， et al. Biological control against bacterial wilt and colonization of mulberry by an endophytic Bacillus subtilis strain[J]. FEMS Microbiology Ecology， 2008， 65（3）： 565-573.

[84] 年洪娟， 陈丽梅. 土壤有益细菌在植物根际竞争定殖的影响因素[J]. 生态学杂志， 2010， 29（6）： 1 235-1 239.

[85] Lugtenberg B J， Kravchenko L V， Simons M. Tomato seed and root exudate sugars： composition， utilization by Pseudomonas biocontrol strains and role in rhizosphere colonization[J]. Environmental Microbiology， 1999， 1（5）： 439-446.

[86] Rudrappa T， Czymmek K J， Pare P W， et al. Root-secreted malic acid recruits beneficial soil bacteria[J]. Plant Physiology， 2008， 148（3）： 1 547-1 556.

[87] Perez-Garcia A， Romero D， de Vicente A. Plant protection and growth stimulation by microorganisms： biotechnological applications of Bacilli in agriculture[J]. Current Opinion in Biotechnology， 2011， 22（2）； 187-193.

[88] Glandorf D C M， Brand I， Bakker P A H M， et al. Stability of rifampicin resistance as a marker for root colonization studies of pseudomonas putida in the filed[J]. Plant and Soil， 1992， 147（1）： 135-142.

[89] Kloepper J W， Beauchamp C J. A review of issues related to measuring colonization of plant roots by bacteria[J]. Canadian Journal of Microbiology， 1992， 38（12）： 1 219-1 232.

[90] 劉锦霞， 李 娜， 李 晶， 等. 生防菌株SW11在番茄植株上的定殖能力及其对番茄灰霉病的防控效果[J]. 中国生物防治学报， 2015， 31（3）： 353-360.

[91] Weger L A D. Use of phosphate-reporter bacteria to study phosphate limitation in the rhizosphere and in bulk soil[J]. Molecular Plant-Microbe Interactions， 1994， 7（1）： 32-38.

[92] Unge A， Jansson J. Monitoring population size， activity， and distribution of gfp-luxAB-tagged Pseudomonas fluorescens SBW25 during colonization of wheat[J]. Microbal Ecology， 2001， 41（4）： 290-300.

[93] Timmusk S， Grantcharova N， Wagner E G. Paenibacillus polymyxa invades plant roots and forms biofilms[J]. Applied and Environmental Microbiology， 2005， 71（11）： 7 292-7 300.

[94] Fan B， Chen X H， Budiarjo A， et al. Efficient colonization of plant roots by the plant growth promoting bacterium Bacillus amyloliquefaciens FZB42， engineered to express green fluorescent protein[J]. Journal of Biotechnology， 2011， 151（4）： 303-311.

[95] 蓝星杰， 甘 良， 刘继红， 等. SC11生防菌剂及其不同复配对西瓜和茄子防病促生作用[J]. 西北农业学报， 2015， 24（12）： 117-124.

[96] 刘 磊， 梁昌聪， 杨腊英， 等. 生防芽孢杆菌与化学杀菌剂混配对香蕉枯萎病菌的室内毒力测定[J]. 中国南方果树， 2013， 42（6）： 66-68.

[97] 王惟萍， 石延霞， 赵一杰， 等. 土壤环境条件对威百亩熏蒸防治黄瓜枯萎病的影响[J]. 植物保护学报， 2017， 44（1）： 159-167.

[98] 刘 磊， 梁昌聪， 覃和业， 等. 香蕉枯萎病田间发病株的高效灭菌方法筛选[J]. 植物保护学报， 2015， 42（3）： 362-369.

[99] 张 斌， 杨晓云， 刘邮洲， 等. 江苏省3个番茄种植基地枯萎病菌种群数量监测及生防菌B1619的控病效果[J]. 西南农业学报， 2015， 28（6）： 2 521-2 526.

[100] Zalila-Kolsi I， Mahmoud A B， Ali H， et al. Antagonist effects of Bacillus spp. strains against Fusarium graminearum for protection of durum wheat（Triticum turgidum L. subsp. durum）[J]. Microbiological Research， 2016， 192： 148-158.