植物内生细菌的应用研究进展

　　3.1构建植物内生细菌抗病或杀虫工程菌
　　以植物内生细菌为载体,构建植物内生细菌抗病或杀虫工程菌,利用内生细菌将某些抗病或杀虫基因导入植物体内,提高植物的抗病虫能力而不改变植物本身的基因,保持植物的天然性状。Andrews[17]首次将Bt基因构建于内生细菌木质棍状杆菌犬齿亚种(Clavibacter. xyli subsp. cyndontis)中防治玉米螟害虫;Yan Nian-Long等[18]将有带有vip3A 基因的有杀虫活性的细菌苏云金杆菌和内生细菌枯草芽孢杆菌(B.subtilis)融合构建多功能工程菌,兼有杀虫活性和内生菌的特性,对黄瓜枯萎病病原(F.oxysporum f.sp.cucumeri-num)具有拮抗活性。要注意的是,构建植物内生细菌抗病或杀虫工程菌时,必须考虑内生细菌本身对寄主植物的作用效果,若以对植物生长有促进作用的内生细菌为载体,构建杀虫或防病工程菌可能更有应用价值[19]。ZINNIEL D K等[20]从美国中西部的玉米和高粱上分离得到内生细菌Microb-acterium testaceu并验证了其菌株IFO12675、SE034、CE648中质粒的转换能力,将从内生细菌中分离出来的质粒pBUN349转入大肠杆菌中,pBUN349表达出FFlux报告基因,他指出内生细菌可作为成为基因工程菌转移到其他植物中,从而达到抗病的目的。
　　3.2用于毒性有机化合物的生物降解
　　许多内生细菌能够降解环境污染物,国外已有许多成功的报道[21]。Van Aken等[22-23]描述从杂交杨树(Populusdeltoi-des X Populusnigra DN34)中分离的甲醇内生细菌Methylo-bacterium populi BJ001能够降解TNT、RDX和HMX,在2个月内使RDX和HMX减少60%,有望修复含有硝基芳烃化合物的土壤。从比利时BTEX污染区的杂交杨树(P. tricho-carpa X P. deltoides cv. HazendensHoogvorst)中分离的内生细菌菌株能够降解VOCs和被氯消过毒的有机除草剂(2,4-D)[24-26]。Porteus Moore等[26]描述从杂交杨树中分离出121个内生菌株并已辨认出其中有34株有植物修复的潜能。Germaine等[24]报道当豌豆(Pisum sativum)植株中接种从杂交杨树(P. trichocarpa X P. deltoides cv. Hoogvorst)中分离的假单孢内生菌Pseudomonas putida VM1450 时,植株中既没有2,4-D积累也无任何药害迹象,分离出的内生细菌菌Pseudomonas putida VM1441(pNAH7)能够降解萘[27],这表明这些内生细菌有应用于2,4-D和萘污染的土壤的生物修复的潜能。植物内生细菌应用于生物降解有许多有益之处,细菌分解污染物的基因的数量能够决定其降解效率,细菌的分解途径比植物分解途径更容易,而且能够分解植物中的毒性污染物以减少对土壤的毒性作用[28];最大的优点是应用能够植物内生细菌能够避免因根际细菌之间的竞争而导致降解菌株减少。但是,其不足之处在于,这种方法比传统修复技术稍慢,植物的选择受季节性控制,而且如果污染物降解不完全就会随着植物被人食用进入食物链。
　　国内有报道植物内生细菌作为降解化学农药的菌株解决农产品中农药残留问题,但目前发现的能用于降解化学农药的内生细菌并不多。曹喆等[29]从植物龙葵中分离出来能够去除Cd2+的内生细菌,有望利用内生细菌解决重金属污染问题。李雪梅等[30]从香荚兰气生根中分离到1株产香内生芽孢杆菌 Van-1a,经培养转化生成了含有香兰素及愈创木酚衍生香味物的天然香料。该天然香料能与烟香较好谐调,具有提调烟香、细腻醇和烟气、改善卷烟吸味的良好效果。
　　4存在的问题
　　植物内生细菌带来益处的同时,也出现了许多问题。研究发现,内生细菌的污染比一般的细菌污染更为严重,往往会造成严重的损失[31]。应通过对这类内生细菌污染源的鉴别,来控制污染。此外,在生物防治中要考虑内生细菌与植物或其他微生物建立共生关系或拮抗关系。另外,内生细菌在农业防病中的应用还有欠缺,目前对于农业病害大多采用农药,采用内生细菌在实际防治农业病虫害中并未推广,而且推广起来也是困难重重,如植物内生细菌的大量分离、存放问题以及农民的认可。真正用于实际中还是存在很多问题需要加强研究。
　　5展望
　　植物内生细菌防治范围广,对细菌病害、真菌病害、病毒病害和线虫病害都有一定的作用,开发应用其资源菌不仅能解决农药带来的诸多问题,减少农药和化肥的使用量,还能保持农田微生态系统多样性,维持农田生态平衡,提高作物产量,实现农业的可持续发展。因此,植物内生细菌的发展前景非常广阔,利用植物内生细菌进行生物防治是一项经济、有效、可持续的绿色无污染的技术。
　　
　　6参考文献
　　[1] HALLMANN J,QUADT-HALLMANN A,MAHAFFEE W F,et al. Bact-erial endophytes in agricultural crops[J].Canadian Journal of Micro-biology,1997,43(10):895-914.
　　[2] 郝荣乔.植物内生均成为我国当前微生物研究领域的热点[J].微生物学通报,2009,36(1):1.
　　[3] HOLLIS J P.Bacteriain healthy potato tissue[J].Phytopathology,1951(41):350-366.
　　[4] SAMISH Z,ETINGERTULCZYNSKAR,BICK M.The microflora within the tissue of fruits and vegetables[J].J Food Sci,1963(28):259-266.
　　[5] MISAGHIIJ,DONNDELINGERGR. Endophytic bacteriain symptom-free cotton plants[J]. Phytopathology,1990(80):808-811.
　　[6] URATANIBB,ALCORNSC,TSANGBH,et al.Construction of secretion vectors and use of heterologous signal squences for protein secretion in Clavibacter xyli subsp.cynodontis[J].Mol Plant Microbe Interact,1995(8):892-898.
　　[7] PLEBANS,INGELF,CHETI.Control of Rhizoctoniasolani and Sclero-tium rolfsii in the greenhouse using endophytic Bacillus spp. [J]. Euro-pean JPlantPathol,1995(101):665-672.