木霉菌開(kāi)發(fā)技術(shù)

木霉菌液體深層發(fā)酵產(chǎn)厚垣抱子技術(shù)及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)一、木霉菌的基本生物學(xué)特性及生產(chǎn)技術(shù)概況木霉菌(Trichodermaspp.)屬半知菌亞門(mén)，絲抱綱，叢梗孢目，粘胞菌類(lèi)，是一類(lèi)普遍存在的腐生真菌，是真菌類(lèi)中最有潛力的植物病害生物防治菌株，可用來(lái)防治多種植物真菌性病害。常見(jiàn)的木霉屬種類(lèi)有哈茨木霉(T.harzianum)、哈氏木霉(T.hamatum)、多抱木霉(T.polysorum)、康氏木霉(T.koningii)、擬康氏木霉(T.pseudokoningii)、綠色木霉(T.viride)和長(zhǎng)枝木霉(T.longibrachiatum)等。在眾多種類(lèi)中，綠色木霉(T.viride)和哈茨木霉(T.harzianum)在植病防治防治效果方面表現(xiàn)尤為突出，是目前生產(chǎn)上主要應(yīng)用的菌株。木霉菌在其生長(zhǎng)周期內(nèi)可以產(chǎn)生三種繁殖體，包括菌絲體、厚垣胞子和分生抱子。目前生產(chǎn)上常用的木霉菌劑多為它的活分生抱子制劑，已有許多商品化的木霉菌分生抱子制劑問(wèn)世，如以色列開(kāi)發(fā)的哈茨木霉 T39可濕性粉劑Trichodex，美國(guó)的Topshield(哈茨木霉T22)等。木霉菌的分生胞子形成于瓶形小梗上，分生胞子近球形，橢圓形，或短倒卵形，壁光滑或細(xì)胞壁上明顯而微小粗糙突起，淺色或無(wú)色，大小 2?5X2.4?4pm。木霉菌常常形成厚垣抱子，在基內(nèi)菌絲上產(chǎn)量大，間生，或者在營(yíng)養(yǎng)菌絲側(cè)枝的尖端端生，圓形或橢圓形，無(wú)色全淺黃色或綠色，大小7~12X10?13pm，表面光滑或細(xì)胞壁有加厚現(xiàn)象，無(wú)性生殖產(chǎn)生，通常有耐不良環(huán)境條件的能力。厚垣胞子是木霉菌重要的繁殖體形式。木霉屬厚垣胞子在土壤中存活能力要優(yōu)于分生抱子，至少能存活20月。自從木霉的生防效果得到廣泛認(rèn)同以來(lái)，許多研究者就對(duì)木霉的產(chǎn)抱條件進(jìn)行了大量的摸索。木霉菌分生胞子的產(chǎn)生條件相對(duì)要求較低，在多種固體或液體培養(yǎng)基中都能夠產(chǎn)生分生抱子。城市垃圾、腐敗的咖啡果皮、禽類(lèi)的糞便以及混以牛糞的咖啡果皮、香蕉葉、甘蔗渣和麥麩等廉價(jià)物質(zhì)都可作為木霉菌的固體培養(yǎng)基來(lái)生產(chǎn)分生胞子，且胞子產(chǎn)量都可達(dá)109CFU/克左右。國(guó)內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)T.harzianum,T.viride,andG.virens等木霉菌株液體培養(yǎng)基中進(jìn)行深層發(fā)酵15天左右可產(chǎn)生107數(shù)量級(jí)的厚垣孢子；在麥麩等、滅菌土壤、土壤浸出液及植物碎片等固體培養(yǎng)基中培養(yǎng) 20天左右也可產(chǎn)生厚垣孢子達(dá)106數(shù)量級(jí)。由于發(fā)酵周期太長(zhǎng)，發(fā)酵產(chǎn)率低，發(fā)酵成本高，國(guó)外只有美國(guó)、日本有厚垣孢子制劑報(bào)道，未見(jiàn)大量應(yīng)用。二、木霉菌對(duì)植物病害的防治作用概況木霉菌自從1932年發(fā)現(xiàn)其具有防治植物病害的作用以來(lái)，全世界通過(guò)70多年的研究與應(yīng)用，證明其是一種優(yōu)異的生防微生物，也是到目前為止，全世界應(yīng)用最多植物病害生物防治微生物。木霉菌能寄生的植物病原菌包括：絲核菌屬(Rhizoctonia)、小核菌屬(Sclerotium)、核盤(pán)菌屬(Sclerotinia)、長(zhǎng)蠕孢屬(Helminthosporium)、鐮刀菌素(Fusarium)、刺盤(pán)孢屬(Colletotrichum)、輪枝孢屬(Verticillium)、黑星君素(Venturia)、內(nèi)座殼屬(Endothia)、腐霉屬(Pythium)、疫霉屬(Phytophthora)、間座殼屬(Diaporthe)和黑星孢屬(Fusicladium)等。木霉對(duì)植物病原真菌的拮抗作用包含多種機(jī)制，一般認(rèn)為有競(jìng)爭(zhēng)作用、重寄生作用及抗生作用。另外，在木霉的生防機(jī)制中可能還包括：(1)在逆境中，如干旱、養(yǎng)分的脅迫下，通過(guò)加強(qiáng)根系和植株的發(fā)育提高耐性；(2)可誘導(dǎo)植物對(duì)病菌的抗性;(3)增加土壤中營(yíng)養(yǎng)成分的溶解性,并促進(jìn)其吸收;(4)使病原菌的酶鈍化。競(jìng)爭(zhēng)作用：主要為對(duì)生存空間和營(yíng)養(yǎng)的競(jìng)爭(zhēng)。寄生作用：木霉與病原菌互作的過(guò)程中，寄主菌絲分泌一些物質(zhì)使木霉趨向寄主菌生長(zhǎng),一旦寄主被木霉寄生物所識(shí)別，就會(huì)建立寄生關(guān)系。木霉對(duì)寄主真菌識(shí)別后，木霉菌絲沿寄主菌絲平行生長(zhǎng)和螺旋狀纏繞生長(zhǎng)，并產(chǎn)生附著狀分枝吸附于寄主菌絲上，通過(guò)分泌胞外酶溶解細(xì)胞壁，穿透寄主菌絲，吸取營(yíng)養(yǎng)?？股饔茫耗久乖诖x過(guò)程中可以產(chǎn)生拮抗性化學(xué)物質(zhì)來(lái)毒害植物病原真菌，這些物質(zhì)包括抗生素和一些酶類(lèi)。誘導(dǎo)抗性：以往關(guān)于木霉生防機(jī)制的研究大多集中于微生物間的互作，而忽視了寄主植物的參與。最近研究揭示了木霉菌的木聚糖酶或其它的激發(fā)子能夠誘導(dǎo)植物的抗病性。協(xié)同拮抗作用：木霉的拮抗作用可能是兩種或三種機(jī)制同時(shí)或順序作用的綜合。三、木霉菌的當(dāng)前應(yīng)用狀況及前景拮抗木霉菌的生防效果已在很多應(yīng)用實(shí)驗(yàn)中得到證實(shí)，利用木霉防治由立枯絲核菌、腐霉菌、齊整小核菌、鐮刀菌等引起的棉花、杜仲、人參、三七等的幼苗立枯病，以及對(duì)茉莉、花生和辣椒的白絹病、番茄的猝倒病等，在各種小型試驗(yàn)中已獲得較好防效,國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者還將其用于防治水稻紋枯病。此外，木霉還可以用于葉面、花器和果實(shí)的保護(hù)，在葡萄園內(nèi)用綠色木霉的孢子液于始花期至收獲噴施,可以降低灰霉引起的藤蔓腐爛以及果實(shí)在儲(chǔ)藏期的腐爛,有效地防治灰霉病。在楊樹(shù)爛皮病的生防研究中發(fā)現(xiàn)，木霉對(duì)爛皮病菌也有較好的防效，林間防治楊樹(shù)爛皮病治愈率達(dá)92.4%，效果達(dá)82.4%。目前生產(chǎn)上常用的木霉菌劑多為它的孢子制劑，將木霉發(fā)酵制成的孢子制劑進(jìn)行種子包衣或土壤處理，可以有效地防治苗期病害。以色列開(kāi)發(fā)的以哈茨木霉T39菌株為發(fā)酵液的生防制劑(Trichodex)，為25%可濕性粉劑,可以用于防治灰霉病、苗枯病、霜霉病和白粉病等葉部病害及果實(shí)在儲(chǔ)藏期的腐爛。由于木霉的孢子制劑多為活菌制劑，因此其田間應(yīng)用常常受溫度、濕度、雨水及化學(xué)農(nóng)藥等多種因素的干擾，田間試驗(yàn)性狀表現(xiàn)極不穩(wěn)定，這也是所有的生防拮抗菌應(yīng)用上的主要問(wèn)題。農(nóng)作物土傳病害是一類(lèi)普遍發(fā)生、危害嚴(yán)重的病害，如枯萎病、疫病、腐霉病等，對(duì)這些病害最有效的防治方法是輪作，由于土傳病原菌在