陸禮招 生技1092 學(xué)號(hào)：200911341217拮抗香蕉黑條葉斑病菌海洋細(xì)菌的研究進(jìn)展陸禮招Lizhao Lu（廣東海洋大學(xué)農(nóng)學(xué)院生物技術(shù)系生物技術(shù)1092班,學(xué)號(hào)200911341217）摘要：海洋生物中蘊(yùn)藏著豐富的生物活性物質(zhì)，很多具有重要的藥用潛力。而海洋微生物由于其特殊的生存環(huán)境及代謝途徑，產(chǎn)生的胞外抑菌活性物質(zhì)往往與陸生微生物的不同。因而海洋微生物的研究目前受到國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。香蕉黑條葉斑病是由真菌感染所致的傳染病，主要為害香蕉的葉片，嚴(yán)重危害香蕉的生產(chǎn)。利用海洋細(xì)菌在抑菌方面的巨大潛在價(jià)值，篩選出分泌抑香蕉黑條葉斑病菌活性物質(zhì)的海洋細(xì)菌，從而應(yīng)用于香蕉黑條葉斑病的防治，將會(huì)對(duì)香蕉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有重大的意義。關(guān)鍵詞：活性物質(zhì)（active material）；葉斑?。↙eaf spot）；海洋細(xì)菌（marine bacteria）；香蕉（banana）過多使用農(nóng)藥不僅會(huì)使植物病原微生物產(chǎn)生抗藥性，防治的效果也會(huì)越來越差。同時(shí)植物上殘留的藥物對(duì)人體和環(huán)境都有較大的危害。而利用生物防治不僅可以減輕作物病蟲害，還可以減少上述的副作用。在生物防治應(yīng)用中陸地微生物一直是尋找抗生素的主要資源，隨著陸地微生物中的抗生素不斷地被開發(fā)出來，發(fā)現(xiàn)能產(chǎn)生新型抗生素的微生物資源也相應(yīng)減少，因此人們必須尋找新的藥源。海洋占地球表面積的71%，生存著地球上80%的生物資源。僅微生物就達(dá)100萬種以上。而目前研究的還不到海洋微生物總量的5%。海洋高壓、高鹽、低營(yíng)養(yǎng)、低溫及特殊光照的獨(dú)特環(huán)境，造就了海洋微生物不同于陸地微生物代謝的途徑，這必將會(huì)產(chǎn)生許多結(jié)構(gòu)新穎的生物活性物質(zhì)。所以海洋微生物成為產(chǎn)生抗生素物質(zhì)的新資源，逐漸被國(guó)內(nèi)外抗生素研究工作者所重視。目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)從海洋細(xì)菌、放線菌、真菌等微生物體內(nèi)分離到多種具有殺菌生物活性的物質(zhì)，并著手于這些物質(zhì)的工業(yè)化生產(chǎn)。1. 海洋細(xì)菌1.1 海洋細(xì)菌簡(jiǎn)介海洋細(xì)菌是生活在海洋中的、不含葉綠素和藻藍(lán)素的原核單細(xì)胞生物。它們是海洋微生物中分布最廣、數(shù)量最大的一類生物個(gè)體直徑常在1微米以下，呈球狀、桿狀、螺旋狀和分枝絲狀的微生物。無真核、細(xì)胞壁堅(jiān)韌。能游動(dòng)的種以鞭毛運(yùn)動(dòng)。嚴(yán)格地說，海洋細(xì)菌是指那些只能在海洋中生長(zhǎng)與繁殖的細(xì)菌。 1.2 海洋細(xì)菌的研究簡(jiǎn)史19世紀(jì)中期有人就分離出第一個(gè)海洋細(xì)菌，1865年又分離出海洋奇異貝氏硫細(xì)菌。深海細(xì)菌的研究也于1884年開始。但在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)一直停留在描述、分類的水平上。1946年美國(guó)C.E.佐貝爾以海洋細(xì)菌為主要內(nèi)容的海洋微生物學(xué)一書的問世，促使海洋微生物的研究進(jìn)入以生理、生態(tài)為基礎(chǔ)的階段。 1959年以后蘇聯(lián)學(xué)者A.E.克里斯連續(xù)出版了研究深海微生物的著作，提出微生物海洋學(xué)的研究設(shè)想。1961年國(guó)際海洋微生物學(xué)討論會(huì)的召開，標(biāo)志著以海洋細(xì)菌為主要內(nèi)容的海洋微生物學(xué)已成為獨(dú)立的學(xué)科。60年代以來，代表性的專著有美國(guó)學(xué)者E.J.F.伍德1965年出版的海洋微生物生態(tài)學(xué)，J.M.西伯斯1979年出版的海洋微生物等。1.3 海洋細(xì)菌研究的意義海洋細(xì)菌參與降解各種海洋污染物和毒物的過程，有助于保持海洋生態(tài)系的平衡和促進(jìn)海洋自凈能力；海洋細(xì)菌是產(chǎn)生新抗菌素、氨基酸、維生素和其他生理活性物質(zhì)的重要生產(chǎn)者；細(xì)菌參與海洋的沉積成巖作用，如參與硫礦和深海錳結(jié)核的形成等；在海洋成油、成氣的過程中細(xì)菌起著重要作用；海水具有殺菌效果是由于海洋細(xì)菌的拮抗和溶菌作用，致使陸源致病菌迅速死亡；海洋細(xì)菌可直接作為海洋經(jīng)濟(jì)動(dòng)物的餌料；細(xì)菌參與對(duì)各種海洋物質(zhì)的腐蝕、變性、污穢和破壞過程；某些海洋細(xì)菌是人體或海洋生物的致病菌；在特定條件下，海洋細(xì)菌代謝產(chǎn)物的積累會(huì)毒化養(yǎng)殖環(huán)境，如氨和硫化氫的積累危害生物養(yǎng)殖；也可以利用細(xì)菌的代謝活動(dòng)來改善被毒化的養(yǎng)殖環(huán)境，如氨的氧化等。海洋生物中蘊(yùn)藏著豐富的生物活性物質(zhì)，很多具有重要的藥用以及抑菌潛力。而海洋微生物由于其特殊的生存環(huán)境及代謝途徑，產(chǎn)生的胞外抑菌活性物質(zhì)往往與陸生微生物的不同。篩選出抑菌的海洋細(xì)菌，利用其分泌的活性物質(zhì)應(yīng)用于病原的防治上將會(huì)有重大的意義。1.4 海洋細(xì)菌在國(guó)內(nèi)外研究的情況從上世紀(jì)40年代起人們就開始海洋殺菌活性物質(zhì)的研究，50年代從海洋微生物中發(fā)現(xiàn)并研制出第一個(gè)新抗生素頭孢霉素，拉開了開發(fā)海洋新抗生素的序幕。到了上世紀(jì)八、九十年代隨著海洋生物技術(shù)的發(fā)展，人們從海洋細(xì)菌、放線菌、真菌和微藻等微生物中獲取殺菌活性物質(zhì)日益增多。在海洋微生物中，海洋細(xì)菌所占比例最大，同時(shí)海洋細(xì)菌產(chǎn)生殺菌活性物質(zhì)比例也較高。日本海洋工作者通過檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，海洋微生物中有14.1%的細(xì)菌對(duì)金黃色葡藥球菌、大腸桿菌、白假絲酵母等8種細(xì)菌和真菌具有不同程度的拮抗作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)海洋微生物中有具有不同程度的抗性。王書錦等通過對(duì)遼寧近海海域海洋細(xì)菌的種類與數(shù)量分布研究，發(fā)現(xiàn)在分離到5608株的海洋細(xì)菌中有25%左右的海洋細(xì)菌具有不同程度的抗病原真菌、細(xì)菌的能力。國(guó)內(nèi)的曾春明等早在1996年從大亞灣分離到一株細(xì)菌Pseudomonas sp.，該菌產(chǎn)生的靈菌紅素具有殺菌活性，也常用作天然色素。2003年謝海平等從香港清水灣海域中，分離到一株能產(chǎn)生抗塵素的枯草芽孢桿菌菌株Bs-1，經(jīng)分離純化出3種抗酵母樣真菌和革蘭氏陽性菌的水溶性化合物。2004年馬成新等從海綿十分離到一株細(xì)菌B25W，它產(chǎn)生的殺菌活性物質(zhì)對(duì)植物和人類的致病真菌葡萄孢菌、稻瘟霉菌、鐮刀菌、紫青霉菌、白色念珠菌有很好的拮抗作用，該活性物質(zhì)對(duì)熱和酸都比較穩(wěn)定。2007年任召珍等從側(cè)孢短芽孢桿菌Lh-1次級(jí)代謝產(chǎn)物中分離出抗菌物質(zhì)R-1，對(duì)食品腐敗菌、致病性革蘭氏陰性、陽性菌及少數(shù)真菌均有不同程度的殺菌活性。2008年羅遠(yuǎn)嬋等從渤海海泥中分離出海洋芽孢桿菌B-9987，其代謝產(chǎn)物對(duì)多種真菌、細(xì)菌具有強(qiáng)烈的抑制作用，主要是造成真菌孢子或菌絲末端膨大成球狀繼而胞壁崩解原生質(zhì)外泄。1.5 海洋細(xì)菌研究上面臨的困難以及展望海洋里的特殊環(huán)境生存著許多新種屬的微生物，這些微生物具有產(chǎn)生多種新穎獨(dú)特的殺菌活性物質(zhì)的巨大潛力，在藥品開發(fā)研究中具有良好的發(fā)展前景。近年來海洋微生物殺菌活性物質(zhì)的研究進(jìn)展較快，但是海洋微生物難培養(yǎng)，活性物質(zhì)含量少等特點(diǎn)極大地限制了對(duì)其活性代謝產(chǎn)物的獲取和大規(guī)模生產(chǎn)。為了有效地解決這些難題，今后海洋微生物殺菌活性物質(zhì)研究與開發(fā)的重點(diǎn)應(yīng)包括海洋微生物的分離、鑒定與保存、新型殺菌活性物質(zhì)產(chǎn)生菌的篩選、海洋微生物育種與發(fā)酵技術(shù)、海洋微生物殺菌活性物質(zhì)純化技術(shù)等。我國(guó)是海洋大國(guó)，海域地理?xiàng)l件差異大，南北溫度相差懸殊，海洋微生物資源豐富，充分利用我國(guó)海洋微生物的資源優(yōu)勢(shì)，研究開發(fā)具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的海洋微生物天然產(chǎn)物，不僅具有必要性而且具有美好的產(chǎn)業(yè)化前景，相信在不久的將來，我的科研人員必將在這一領(lǐng)域取得大的突破。2. 香蕉黑條葉斑病2.1香蕉黑條葉斑病的簡(jiǎn)介香蕉黑條葉斑病主要有褐緣灰斑病、灰紋病和煤紋病三種，屬于真菌性病害。主要通過繁殖材料牙苗或球莖，香蕉葉片包片等包裝填充材料以及香蕉果實(shí)作遠(yuǎn)距離傳播。子囊孢子和分生孢子均可侵染，香蕉嫩葉最易感病，絕多數(shù)的侵染發(fā)生在心愿和最新展開的嫩葉上。分生孢子主要借助雨水或露水傳播，子囊果遇水釋放的子囊孢子可風(fēng)傳。主要危害芭蕉屬植物特別是香蕉和大蕉。2.2 香蕉黑條葉斑病的現(xiàn)狀 香蕉黑條葉斑病是由真菌侵染所致的傳染病，主要為害香蕉的葉片。20世紀(jì)80年代，曾一度在浦北發(fā)生蔓延，發(fā)病十分嚴(yán)重。香蕉成熟時(shí)已基本沒有青葉了，甚至有些香蕉還沒成熟就沒有青葉了，導(dǎo)致產(chǎn)量很低，種植香蕉的經(jīng)濟(jì)效益差。境外分布：亞洲的馬來西亞、新加坡、菲律賓、印度尼西亞、印度；非洲的科特迪瓦、喀麥隆、加蓬、剛果、贊比亞、坦桑尼亞、布隆迪；大洋洲的新喀里多尼亞、新不列顛、塔希提島、巴布亞新幾內(nèi)亞、所羅門群島、斐濟(jì)、西薩摩亞、湯加、澳大利亞；美洲的洪都拉斯、圭亞那、瓜德羅普島及美國(guó)（夏威夷）。 寄主范圍：主要為害芭蕉屬植物特別是香蕉和大蕉。危害情況：1963年在斐濟(jì)原來發(fā)生芭焦瘟病的地方突然發(fā)生了一種更為嚴(yán)重的、叫做黑條葉斑病的新的葉片病害，能侵染抗芭蕉瘟病的香蕉品種，原來有效防治芭蕉瘟病的藥劑對(duì)該病無效。該病在10年內(nèi)蔓延到西太平洋各地，在斐濟(jì)和東南亞最重要的香蕉種植區(qū)幾乎完全取代了芭蕉瘟病，每年不施藥防治幾乎收獲不到香蕉。1972年在洪都拉斯發(fā)現(xiàn)該病比芭蕉瘟更具破壞性，隨后在整個(gè)中美洲各國(guó)迅速蔓延，防治該病要比防治芭蕉瘟花費(fèi)的噴藥成本高2倍。該病通過蕉芽傳入中國(guó)的臺(tái)灣和菲律賓。在臺(tái)灣，給香蕉生產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p失。據(jù)稱在臺(tái)灣高屏主產(chǎn)區(qū)經(jīng)過施藥防治，每年可增加1.5億新臺(tái)幣的經(jīng)濟(jì)效益。目前為止對(duì)香蕉黑條葉斑病還沒有藥物能進(jìn)行治療，現(xiàn)在主要的措施還是預(yù)防控制為主。3. 結(jié)果分析由于農(nóng)藥的過多使用，不僅使病原產(chǎn)生抗藥性，對(duì)人體的危害和對(duì)環(huán)境的污染也很大。在當(dāng)今時(shí)代，生物防治有效地避免了上述的副作用。而在生物防治應(yīng)用中，陸地微生物一直是尋找抗生素的主要資源，隨著陸地微生物中的抗生素不斷地被開發(fā)出來，發(fā)現(xiàn)能產(chǎn)生新型抗生素的微生物資源也相應(yīng)減少，因此人們必須尋找新的藥源。海洋里資源豐富，其獨(dú)特環(huán)境造就了海洋微生物種類的多樣性和代謝途徑的多樣性。海洋微生物代謝產(chǎn)物中蘊(yùn)藏著豐富的結(jié)構(gòu)新穎、作用特殊的生物活性物質(zhì)。從海洋微生物中篩選殺菌活性物質(zhì)，具有良好的開發(fā)應(yīng)用前景。目前為止，在國(guó)內(nèi)外還沒有有關(guān)海洋細(xì)菌在香蕉黑條葉斑病上應(yīng)用的報(bào)道。篩選出拮抗香蕉黑條葉斑病的海洋細(xì)菌，從而獲得其分泌的活性物質(zhì)，批量生產(chǎn)應(yīng)用于香蕉黑條葉斑病的防治上，對(duì)香蕉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將有著重大的意義。參考文獻(xiàn)1 馬桂珍，暴增海，呂明生 3株海洋細(xì)菌對(duì)幾種植物病原真菌的抑菌作用 期刊論文 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) ISTIC PKU -2008年6期-2 聶亞鋒海洋微生物及其活性物質(zhì)防治植物病害的研究20073 駱祝華，黃翔玲，王琳 海洋細(xì)菌抑菌活性菌株的篩選 期刊論文-臺(tái)灣海峽 2002(02)4 何培青，田黎，李光友，趙相增 海洋細(xì)菌B-9987胞外代謝產(chǎn)物的純化及抑菌機(jī)理初探海洋與湖沼2002年 第33卷 第05期5 崔海信，魏剛，陶黎明海洋微生物源殺菌化合物的研究進(jìn)展 期刊論文 浙江化工 -2009年10期6 李越中，陳琦海洋微生物資源及其產(chǎn)生生物活性代謝產(chǎn)物的