在农业领域，如何绿色、安全且有效地防治病虫害，一直是人们关注的焦点。
贝莱斯芽孢杆菌作为一种新型微生物，在植物保护方面展现出巨大潜力，正逐渐走进人们的视野。
一、贝莱斯芽孢杆菌简述
贝莱斯芽孢杆菌是在2005年，由Ruiz-García等人在西班牙马拉加省贝莱斯河口发现的。
最初，它被错误地归类为枯草芽孢杆菌的亚种，经过深入的研究分析，学者们发现其在理化特性上与已知芽孢杆菌存在显著差异，于是根据分离地点将其命名为贝莱斯芽孢杆菌。
在分类学上，贝莱斯芽孢杆菌属于芽孢杆菌属，厚壁菌门，芽孢杆菌目，芽孢杆菌科。
它广泛分布于各种自然环境中，像土壤、水体、空气里都有它的踪迹，在植物的根系、植株表面，以及动物的肠道等生态位也能稳定生存。
这种菌的菌体呈现杆状，革兰氏染色呈阳性（G+），并且具备产生芽孢的能力。
芽孢的形成使贝莱斯芽孢杆菌对不良环境，如高温、低温、干旱、高盐等，具有很强的耐受性，能够在恶劣条件下长期存活，一旦环境适宜，又能迅速恢复生长和繁殖。
同时，它还具有繁殖速度快、营养需求简单的特点，这使得它在各种生态系统中都能轻松立足、大量繁衍。
二、贝莱斯芽孢杆菌登记产品
本品为微生物杀菌剂，施用于作物叶片后，其活芽孢利用叶面上的营养和水分在叶片上繁殖，迅速占领整个叶片表面，同时分泌具有杀菌作用的活性物质，达到抑制和杀灭病菌的作用。
1、黄瓜：在黄瓜病害防治方面，贝莱斯芽孢杆菌的使用需注意时机和方法。
最佳施药时间是在病害发生初期或发病前，施药时要确保药液均匀喷雾到黄瓜植株的各个部位。
这是因为在病害初期，病原菌数量相对较少，贝莱斯芽孢杆菌能够更有效地发挥其抗菌和竞争作用，抑制病原菌的生长和繁殖。
如果施药过晚，病原菌大量繁殖，病害已经严重发生，防治效果会大打折扣。
2、烟草：对于烟草病害，同样在发病初期或之前施药效果最佳。
针对烟草黑胫病，需要喷淋茎基部，这是因为烟草黑胫病病原菌主要侵染烟草茎基部，喷淋茎基部可以使贝莱斯芽孢杆菌直接作用于病原菌侵染部位，提高防治效果。
并且，要间隔7 - 10天连续施药2次，这是为了持续抑制病原菌的生长，防止病害复发。
3、茶树：防治茶树炭疽病时，应在发病前或初期开始喷雾施药，可连续用药2次，间隔7 - 10天1次。
在发病前或初期施药，能够在病原菌开始侵染茶树之前，让贝莱斯芽孢杆菌在茶树表面定殖，形成一道保护屏障，抑制病原菌的侵染。
连续施药可以持续维持贝莱斯芽孢杆菌在茶树表面的数量和活性，增强防治效果。
三、贝莱斯芽孢杆菌的抗菌作用
贝莱斯芽孢杆菌强大的抗菌能力得益于其产生的多种抗菌物质：
1、脂肽类抗生素：包括伊枯草菌素、丰源素和表面活性素等。
伊枯草菌素可以与病原菌的细胞膜相互作用，破坏细胞膜的完整性，从而抑制病原菌生长。
丰源素能干扰病原菌细胞内的生理活动，抑制病原菌的生长和繁殖。
表面活性素可以降低病原菌生物被膜的表面张力，破坏生物被膜结构，使病原菌失去保护，还能作为信号分子诱导植物产生抗性。
2、聚酮类化合物：如地非西丁及其衍生物，它们是通过乙酸、丙二酸或丁酸等在聚酮化合物合成酶的催化下脱羧缩合而成。
地非西丁及其衍生物能够与细菌核糖体大亚基结合，抑制蛋白质的合成，进而快速杀死病原菌，可有效防治多种植物病害，像破坏青枯菌的细胞壁和细胞膜，抑制其运动、胞外多糖的产生和纤维素酶活性。
3、抗菌蛋白：例如几丁质结合蛋白。
几丁质是许多病原菌细胞壁的重要组成成分，贝莱斯芽孢杆菌产生的几丁质结合蛋白能够特异性地结合病原菌细胞壁上的几丁质，破坏细胞壁的完整性，改变细胞膜的通透性，导致细胞内物质泄漏，活性氧水平升高，DNA片段化，最终抑制病原菌的生长。
4、其他抑菌物质：贝莱斯芽孢杆菌还能产生细菌素，这是一种由细菌通过核糖体合成机制产生的具有抑菌活性的多肽，可杀死邻近的病原细菌；
细胞壁降解酶类，如几丁质酶、β-1,3葡聚糖酶和乙酰基氨基葡糖苷酶等，这些酶能够分解病原菌细胞壁的主要成分，使病原菌细胞壁破裂，抑制其生长；
挥发性有机化合物，虽然是低分子量、有气味、亲脂性的复杂混合物，但能影响病原菌的运动和生物膜形成，从而抑制病原菌生长。
四、贝莱斯芽孢杆菌诱导植物产生系统抗性
贝莱斯芽孢杆菌可以通过激活植物体内的防御信号通路，诱导植物产生系统抗性。
它主要作用于水杨酸途径和茉莉酸/乙烯途径，与植物相互作用时，会分泌一些信号分子，这些分子被植物细胞识别后，激活水杨酸途径或茉莉酸/乙烯途径的相关基因表达。
基因表达的变化会促使植物体内一系列防御反应的发生，过氧化氢酶、多酚氧化酶等防御酶的活性显著增强。
过氧化氢酶能够分解细胞内的过氧化氢，避免其积累对细胞造成氧化损伤；
多酚氧化酶则可以催化酚类物质氧化，生成具有抗菌作用的醌类物质。
这些防御酶协同作用，增强了植物自身的防御能力，使植物对病原菌的侵染产生更强的抵抗力，有效减少病害的发生。
五、贝莱斯芽孢杆菌在生物防治中的作用及机理
1、生态位竞争：在植物根际等生态环境中，空间资源是有限的。
贝莱斯芽孢杆菌具有很强的定殖能力，能够快速感知植物根系分泌的信号物质，向根系趋化运动，并在植物根部表面形成稳定的生物膜。
通过这种方式，它占据了植物根部的生态位点，阻止病原菌在植物根部定殖。
2、竞争作用：土壤中的养分对于微生物和植物的生长都至关重要。
贝莱斯芽孢杆菌与病原菌会竞争土壤中的有机质、氮、磷、钾等大量元素，以及铁、锌、铜等微量元素。
贝莱斯芽孢杆菌还会与病原菌竞争水分等其他生存必需的资源。
在土壤中，水分是微生物生存和代谢的重要介质，贝莱斯芽孢杆菌通过自身的生理特性和代谢活动，优先获取水分，减少病原菌可利用的水分资源，进一步抑制病原菌的生长。
3、抗生作用：贝莱斯芽孢杆菌产生的多种次生代谢物具有抗菌活性。
这些次生代谢物根据合成途径和结构可分为脂肽类物质、羊毛硫抗生素、聚酮类抗生素以及其它小分子抗菌物质。
多数次生代谢物对病原菌具有拮抗活性，能够抑制或杀死病原菌。
4、溶菌作用：贝莱斯芽孢杆菌能分泌蛋白酶、纤维素酶、几丁质酶等多种胞壁降解酶。
这些酶可以特异性地作用于病原菌的细胞壁和细胞膜，分解细胞壁的主要成分，如几丁质、纤维素等，使细胞壁破裂，导致菌丝变粗膨大、溶解或断裂，最终抑制病原菌的生长。
5、诱导寄主系统抗性：贝莱斯芽孢杆菌诱导寄主植物产生系统抗性是一个复杂的过程。
它不仅能诱导植物体内木质素的积累、保卫素的形成，还能诱导病程相关蛋白、防御基因的表达。
病程相关蛋白具有抗菌活性，能够直接作用于病原菌；防御基因的表达则调控植物体内一系列防御反应的发生。
同时，植物体内过氧化氢酶、多酚氧化酶等多种防御酶活性提高，进一步增强植物的防御能力，使植物能够更好地抵抗病害的侵染。
6、促生作用：贝莱斯芽孢杆菌自身可以分泌生长素（IAA）、细胞分裂素（CTK）、赤霉素（GA）、脱落酸（ABA）等植物激素，这些激素对植物的生长发育具有重要的调节作用。
生长素可以促进植物根系的生长和细胞伸长，细胞分裂素促进细胞分裂和组织分化，赤霉素促进茎的伸长和种子萌发，脱落酸调节植物对逆境的响应。
此外，贝莱斯芽孢杆菌还具有固氮、溶磷等功能，能够将空气中的氮气转化为植物可利用的氮素，溶解土壤中难溶性的磷，提高土壤中养分的有效性，增强植物对养分的吸收，促进植物的生长，进而增强植物对病害的抵抗能力。
7、调节微生物群落：土壤微生物生态环境与土传病害的发生密切相关。
贝莱斯芽孢杆菌在根际定殖后，可以刺激有益微生物丰度的增加，塑造健康的根际微生物群落。
它可能通过分泌一些信号分子或代谢产物，影响周围微生物的生长和代谢，促进有益微生物的生长繁殖，抑制病原菌的生长。
六、贝莱斯芽胞杆菌应用局限性
1、田间防效不稳定：虽然贝莱斯芽孢杆菌在实验室条件下对多种病原菌表现出良好的拮抗活性，但在田间实际应用时，其对土传病害的防治效果往往不稳定，难以达到预期效果。
这主要是因为田间环境复杂，土壤类型、pH值、温湿度、营养成分以及土壤中其他微生物等多种因素都会影响贝莱斯芽孢杆菌的定殖和生长。
不同的土壤类型具有不同的物理和化学性质，会影响贝莱斯芽孢杆菌在土壤中的存活和扩散；土壤的pH值和温湿度也会影响贝莱斯芽孢杆菌的代谢活动和生长繁殖速度；土壤中的其他微生物与贝莱斯芽孢杆菌之间存在竞争、共生等复杂关系，可能抑制贝莱斯芽孢杆菌的生长或影响其抗菌物质的产生。
2、筛选模式存在缺陷：现阶段，贝莱斯芽孢杆菌常用的筛选模式是先通过离体筛选，测定菌株对病原菌的拮抗活性，然后再通过生测试验，测定具有拮抗活性的菌株对病害的防治效果。
这种筛选方式存在针对性不强的问题，无法直接获得对土传病害具有明确防治效果的生防菌株。
离体筛选时的环境条件与田间实际环境差异较大，在离体条件下表现出良好拮抗活性的菌株，在田间复杂环境中不一定能发挥同样的效果。
因此，缺乏高效筛选手段成为限制贝莱斯芽孢杆菌广泛应用的一个重要因素，建立一种直接针对病害进行筛选的活体筛选体系对于高效生防贝莱斯芽孢杆菌菌种资源的快速获取极为重要。
来源：富土肥田
