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微生物挥发性物质的研究现状分析论文
微生物挥发性物质的研究现状分析论文 论文关键词：微生物挥发性物质研究现状 论文摘要：目前，微生物挥发性物质的研究已成为一个研究的热点。对微 生物挥发性物质的研究进展进行了阐述，以期为新型农药的使用和开发提供思路。近年来，国内外学者对挥发性物质的研究大多集中在植物方面[1，2]。由 于大多数这类物质具有抗菌和杀虫生物活性，其可直接应用于病虫害的生物防治， 而这些物质被称为植物源农药[3]。由此推断，本身具有生防作用的微生物其所 分泌的挥发性物质可能也具有植物挥发性物质的这些特性。
1植物挥发性物质的研究现状 昆虫取食、机械损伤、化学因子、病原菌侵染均能造成植物某些挥发性组 分的大量释放[4，5]，它们可能是一种直接阻止病原扩展和昆虫取食的化学防御 因子，也可能作为报警信号（warningsigna1）参与植物通讯，或作为捕食者的引 导信号（guidingcue），还可以作为植食性昆虫或病原菌的拒食素（deterrent）。
植物挥发性物质（volatileorganiccompo-unds，VOCs）包括：碳氢化合物（如烃、 萜烯）及其含氧化合物（如醇、醛、酮、酸、酯、内酯、醚、酚等）。大致分为 脂肪酸衍生物、芳香族化合物、单萜和倍半萜类，也包含一些含氮（吲哚）及含 硫（大蒜素）的化合物。
2微生物挥发性物质的研究现状 2.1国内研究进展 随着收集方法、检测手段、生物活性检测体系的完善和分析手段的提高， 对微生物挥发性物质的深入研究成为可能。目前，有关这方面的研究国内外尚不 多。国内也只是最近2~3年内有个别浅显的报道，只是简单研究了挥发性物质对 某一种病原菌的抑制作用及其成分的简单分析，但都未对其生物活性和成分作进 一步的深入研究。陈华等[6]（2008）对枯草芽孢杆菌JA研究中发现，该菌产生 的挥发性物质对灰霉病菌孢子和菌丝生长有抑制作用，吴艳等[7]（2007）报道 了1株组合Bacillussp.CL-8产生的挥发性物质对立枯丝核菌的抑制作用，揭示了菌 代谢过程中所产生的挥发性抑菌物质与抑菌粗蛋白协同抗病的机制，同时说明了 挥发性抑菌物质也是参与其在田间发挥抗病作用的重要成分。但他们都未对其有效成分和结构做进一步研究。郭华等[8]（2005）采用蒸馏-萃取装置提取环棱褐 孔菌的挥发性物质，并采用气相色谱-质谱联用技术（GC/MS）对其成分进行了 分离鉴定。刘高强等[9]（2007）利用顶空气相色谱-质谱联用法对灵芝发酵物中 的挥发性物质的组分进行了研究。
2.2国外研究进展 国外对微生物挥发性物质的研究比较早，Schlleretal.[10]（2002）采用气 相色谱-质谱联用技术，分析了26种放线菌产生的挥发性物质，53种化合物归为 萜类化合物，其中18种被鉴定。其中包括烷烃、烯烃、乙醇、酯类、丙酮、丁醇、 乙酸、六化物和土味素等。先前，在温室和大田条件下，植物促生菌可诱发植物 抗细菌、真菌和病毒病原菌的系统抗性的报道，但对微生物挥发性物质调节植物 生长发育和诱导植物对植物病害的系统抗性的报道相对很少[11]。Ryuetal.[12] （2003）报道了细菌产生的挥发性物质2，3-丁二醇和乙酰甲基原醇能促进拟南 芥的生长，表明挥发性物质可作为参与调节植物与微生物互作的信号分子。
Ryuetal.[13]（2005）首次报道了枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌产生的挥发性物 质诱导拟南芥产生对番茄软腐病的抗性，试验中用2，3-丁二醇缺陷突变菌株证 明了挥发性物质的诱导抗病性作用，并且明确了挥发性物质所诱发的抗性的传导 途径是依赖于乙烯的，而非依赖于水杨酸和茉莉酸途径。Faragetal.[14]（2006） 采用顶空固相微萃取并结合交气相色谱-质谱联用技术，研究了芽孢杆菌株GB03 和IN937a的挥发性物质2，3-丁二醇和乙酰甲基原醇对拟南芥的促生长作用，揭 示了支链乙醇可以作为2，3-丁二醇的替代物，成为一种新型的有前景的诱导植 物的系统抗性的诱导剂或激发子。
Bhaskaretal.（2005）报道了1株枯草芽孢杆菌（Bacillussubtilis）的挥发性 物质，在平板对峙培养中对6种病原真菌的拮抗作用，能引起菌丝和孢子结构方 面的畸形，而且挥发性物质的拮抗作用比扩散性物质的作用要大。
Fernandoetal.[15]（2005）首次对细菌的挥发性物质的鉴定和生防作用进行了报 道，从芥花和大豆中分离到1株细菌，体外和土壤试验发现，其产生的挥发性物 质能抑制菌核和囊孢子的萌发及核盘菌菌丝的生长，其中对囊孢子的抑制率达到 54%~90%。随后对挥发性物质进行了分离鉴定，结果表明挥发性物质包括醛类、 醇类、酮类和硫化物。在分离的23种物质中有6种抑制菌丝生长和菌核的生成， 这6类物质为苯丙噻唑、环己醇、癸醛、二甲基三硫化物、2-乙基-1-己醇和壬醛。
Kaietal.[16]（2007）采用气相色谱-质谱联用技术（GC/MS）对不同细菌的挥发 性物质进行了研究，结果表明不同细菌能产生1~30种挥发性化合物，而且大多数化合物是特有的。
3结语 综合上述国内外学者对微生物挥发性物质的研究，研究的对象包括细菌、 放线菌和真菌。其中对细菌的报道占大多数，包括芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、 假单胞杆菌等，这些细菌分离自土壤、植物体表以及灌木丛，而分离自植物体内 的内生菌，目前国内外还没有相关的报道。内生菌由于与其宿主植物长期共同生 活，获得了某些相关基因的直接传递，因而具备了相同次级代谢产物的生物合成 途径，能够产生宿主植物所产生的某些杀虫、抗菌以及促进植物生长活性成分， 而这些有效成分可来自于内生菌所产生的挥发性物质。这样，植物源农药的有效 成分就可望利用它们的某些内生菌来工业化生产，从而有效解决植物源农药生产 原料问题、规模化生产问题及制剂现代化等问题，为我国植物源农药的广泛使用 和农业生产的无公害化做出实质性贡献。
