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近年來(lái)，國內外學(xué)者對揮發(fā)性物質(zhì)的研究大多集中在植物方面[1，2]。由于大多數這類(lèi)物質(zhì)具有抗菌和殺蟲(chóng)生物活性，其可直接應用于病蟲(chóng)害的生物防治，而這些物質(zhì)被稱(chēng)為植物源農藥[3]。由此推斷，本身具有生防作用的微生物其所分泌的揮發(fā)性物質(zhì)可能也具有植物揮發(fā)性物質(zhì)的這些特性。
1 植物揮發(fā)性物質(zhì)的研究現狀
昆蟲(chóng)取食、機械損傷、化學(xué)因子、病原菌侵染均能造成植物某些揮發(fā)性組分的大量釋放[4，5]，它們可能是一種直接阻止病原擴展和昆蟲(chóng)取食的化學(xué)防御因子，也可能作為報警信號（warning signa1）參與植物通訊，或作為捕食者的引導信號（guiding cue），還可以作為植食性昆蟲(chóng)或病原菌的拒食素（deterrent）。植物揮發(fā)性物質(zhì)（volatile organic compo-unds，VOCs）包括：碳氫化合物（如烴、萜烯）及其含氧化合物（如醇、醛、酮、酸、酯、內酯、醚、酚等）。大致分為脂肪酸衍生物、芳香族化合物、單萜和倍半萜類(lèi)，也包含一些含氮（吲哚）及含硫（大蒜素）的化合物。
2 微生物揮發(fā)性物質(zhì)的研究現狀
2.1國內研究進(jìn)展
隨著(zhù)收集方法、檢測手段、生物活性檢測體系的完善和分析手段的提高，對微生物揮發(fā)性物質(zhì)的深入研究成為可能。目前，有關(guān)這方面的研究國內外尚不多。國內也只是最近2~3年內有個(gè)別淺顯的報道，只是簡(jiǎn)單研究了揮發(fā)性物質(zhì)對某一種病原菌的抑制作用及其成分的簡(jiǎn)單分析，但都未對其生物活性和成分作進(jìn)一步的深入研究。陳華等[6]（2008）對枯草芽孢桿菌JA研究中發(fā)現，該菌產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)對灰霉病菌孢子和菌絲生長(cháng)有抑制作用，吳艷等[7]（2007）報道了1株組合Bacillus sp. CL-8產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)對立枯絲核菌的抑制作用，揭示了菌代謝過(guò)程中所產(chǎn)生的揮發(fā)性抑菌物質(zhì)與抑菌粗蛋白協(xié)同抗病的機制，同時(shí)說(shuō)明了揮發(fā)性抑菌物質(zhì)也是參與其在田間發(fā)揮抗病作用的重要成分。但他們都未對其有效成分和結構做進(jìn)一步研究。郭華等[8]（2005）采用蒸餾-萃取裝置提取環(huán)棱褐孔菌的揮發(fā)性物質(zhì)，并采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC/MS）對其成分進(jìn)行了分離鑒定。劉高強等[9]（2007）利用頂空氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法對靈芝發(fā)酵物中的揮發(fā)性物質(zhì)的組分進(jìn)行了研究。
2.2國外研究進(jìn)展
國外對微生物揮發(fā)性物質(zhì)的研究比較早，Schller et al.[10]（2002）采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，分析了26種放線(xiàn)菌產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)，53種化合物歸為萜類(lèi)化合物，其中18種被鑒定。其中包括烷烴、烯烴、乙醇、酯類(lèi)、丙酮、丁醇、乙酸、六化物和土味素等。先前，在溫室和大田條件下，植物促生菌可誘發(fā)植物抗細菌、真菌和病毒病原菌的系統抗性的報道，但對微生物揮發(fā)性物質(zhì)調節植物生長(cháng)發(fā)育和誘導植物對植物病害的系統抗性的報道相對很少[11]。Ryu et al.[12]（2003）報道了細菌產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)2，3-丁二醇和乙酰甲基原醇能促進(jìn)擬南芥的生長(cháng)，表明揮發(fā)性物質(zhì)可作為參與調節植物與微生物互作的信號分子。Ryu et al.[13]（2005）首次報道了枯草芽孢桿菌和解淀粉芽孢桿菌產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)誘導擬南芥產(chǎn)生對番茄軟腐病的抗性，試驗中用2，3-丁二醇缺陷突變菌株證明了揮發(fā)性物質(zhì)的誘導抗病性作用，并且明確了揮發(fā)性物質(zhì)所誘發(fā)的抗性的傳導途徑是依賴(lài)于乙烯的，而非依賴(lài)于水楊酸和茉莉酸途徑。Farag et al.[14]（2006） 采用頂空固相微萃取并結合交氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，研究了芽孢桿菌株GB03和IN937a的揮發(fā)性物質(zhì)2，3-丁二醇和乙酰甲基原醇對擬南芥的促生長(cháng)作用，揭示了支鏈乙醇可以作為2，3-丁二醇的替代物，成為一種新型的有前景的誘導植物的系統抗性的誘導劑或激發(fā)子。
Bhaskar et al.（2005）報道了1株枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）的揮發(fā)性物質(zhì)，在平板對峙培養中對6種病原真菌的拮抗作用，能引起菌絲和孢子結構方面的畸形，而且揮發(fā)性物質(zhì)的拮抗作用比擴散性物質(zhì)的作用要大。Fernando et al.[15]（2005）首次對細菌的揮發(fā)性物質(zhì)的鑒定和生防作用進(jìn)行了報道，從芥花和大豆中分離到1株細菌，體外和土壤試驗發(fā)現，其產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)能抑制菌核和囊孢子的萌發(fā)及核盤(pán)菌菌絲的生長(cháng)，其中對囊孢子的抑制率達到54%~90%。隨后對揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行了分離鑒定，結果表明揮發(fā)性物質(zhì)包括醛類(lèi)、醇類(lèi)、酮類(lèi)和硫化物。在分離的23種物質(zhì)中有6種抑制菌絲生長(cháng)和菌核的生成，這6類(lèi)物質(zhì)為苯丙噻唑、環(huán)己醇、癸醛、二甲基三硫化物、2-乙基-1-己醇和壬醛。Kai et al.[16]（2007）采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC/MS）對不同細菌的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行了研究，結果表明不同細菌能產(chǎn)生1~30種揮發(fā)性化合物，而且大多數化合物是特有的。
3 結語(yǔ)
綜合上述國內外學(xué)者對微生物揮發(fā)性物質(zhì)的研究，研究的對象包括細菌、放線(xiàn)菌和真菌。其中對細菌的報道占大多數，包括芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌、假單胞桿菌等，這些細菌分離自土壤、植物體表以及灌木叢，而分離自植物體內的內生菌，目前國內外還沒(méi)有相關(guān)的報道。內生菌由于與其宿主植物長(cháng)期共同生活，獲得了某些相關(guān)基因的直接傳遞，因而具備了相同次級代謝產(chǎn)物的生物合成途徑，能夠產(chǎn)生宿主植物所產(chǎn)生的某些殺蟲(chóng)、抗菌以及促進(jìn)植物生長(cháng)活性成分，而這些有效成分可來(lái)自于內生菌所產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)。這樣，植物源農藥的有效成分就可望利用它們的某些內生菌來(lái)工業(yè)化生產(chǎn)，從而有效解決植物源農藥生產(chǎn)原料問(wèn)題、規�；a(chǎn)問(wèn)題及制劑現代化等問(wèn)題，為我國植物源農藥的廣泛使用和農業(yè)生產(chǎn)的無(wú)公害化做出實(shí)質(zhì)性貢獻。
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