11、生物防治是以一种或多种生物(包括寄主植物)来减少病原菌数量或病害的发生发展,以实现病害防治的方法。生防制剂(生物农药):直接利用生物产生的活性物质或生物活体,具有杀虫、杀菌或除草功能的生物活性制剂。2、植物病害发生的病理学观点着眼于植物个体(病三角:寄主、病原物、环境),目标是防治病害,排除或消灭病原物;而生态观着眼于群体(病害四面体,寄主、病原物、环境、人为干扰),目标是管理病害,建立人为的病害平衡,控制不造成经济危害的水平。3、影响生防制剂有效性的因素(1)环境条件,生防菌剂,特别是活菌制剂,更易受到环境条件的限制而影响活性的发挥,如温度、湿度、pH、矿物质、生长因子及其他微生物影响生防菌的定殖、存活及有效性。(2)寄主植物,在寄主中定殖,定殖时间的早晚、定殖几率的大小、定殖位点的竞争是影响生防成功的重要影响因素;生防菌和植物之间存在的根际感应性;不同寄主植物由于基因型、株型差异导致的表皮结构、可侵染位点等因素,对生防菌的敏感程度也有差异。4、农业生态系统:是由一定农业地域内相互作用的生物因素和非生物因素构成的功能整体,人类生产活动干预下形成的人工生态系统。(1)寄主植物遗传多样性少、生物种群单一,增加病原物新小种出现的选择压力和几率,寄主抗病性易丧失,病害易发生;物质和能量投入大,产品大部分输送到系统外,系统不稳定并自我调节能力差,农田管理措施对农田小气候影响较大,为病害发展创造了有利条件,因此有利于病害的发生。(2)采用生态措施种植健康植物,最大限度地减少病虫害发生和危害的机率,只是在病虫害大量爆发时有控制地使用绿色超高效农药,从而达到减少化学农药使用次数和数量的目的,确保农产品的品质和食品安全。5、不同微生物群体(种群)间的相互作用:共处、抗生、竞争、寄生、共生、共栖、捕食6、生防机制:抗生作用、重寄生作用、竞争作用、捕食作用、交互保护、诱导抗病性。(1)抗生作用是一种微生物产生的代谢产物对另一种微生物有直接的抑制作用,使另一微生物群体生长受到抑制,而本身不受影响的现象。(2)重寄生作用是病原物被其它微生物寄生的现象。重寄生原理:重寄生菌依靠趋化性与特异性凝集素识别寄生菌,缠绕于寄主菌丝体上或侵入寄主菌丝内生长,抑制寄主菌的生长直到死亡。重寄生过程:趋化性生长、识别、粘附和缠绕、酶解。(3)竞争作用是指存在于同一小生境中的两个或两个以上微生物之间对空间、营养、氧气等的争夺现象,主要有空间竞争和营养竞争。空间竞争是生防菌对植物表面空间或内部空间尤其是病原菌侵入植物的位点2的争夺,生防菌在植物表面的预先定殖阻止了病原菌的定殖,空间竞争是竞争作用中最重要的,是竞争营养的前提。营养竞争是生防菌与病原物对植物分泌物、植物残体、根系脱落物等可利用的有限物质的争夺,包括微生物生长发育所必须的碳水化合物、氨基酸、无机盐、维生素和次生代谢产物等。营养物质(包括碳、氮及维生素等)决定病菌的生长和侵染,是微生物增殖的限制因素。拮抗菌与病菌的小生境越接近,竞争作用越激烈。(4)诱导抗病性作用是生物防治因子诱发寄主形态和生理上的变化,使之对病原物的侵染表现抗病反应的作用。7、根际微生物:根际土壤区域内的微生物种群。根土比(R:S)或根际效应:根际中微生物数量同相应的无根系影响的土壤中微生物数量之比,表示根际对微生物的影响程度。根际微生物与根际以外的土壤微生物除了有数量的差异以外,种群也是不同的。(1)根际微生物以细菌为主,真菌、放线菌的限际效应不明显,以细菌为食的原生动物有增长,数量高峰出现在细菌数量高峰之后,藻类很少。(2)优势菌G-,G+比限际以外少;需要氨基酸营养的细菌数大,生长速度快;氨化细菌多,根土比100以上,分解限际有机氮化合物;根际无机氮化合物少,如有硝酸盐,则硝化作用强,硝化细菌根土比1000以上;自生固氮菌数量较大,如小麦燕麦根际的圆褐固氮菌、雀稗限际的雀稗固氮菌;纤维分解菌较少,分解根区脱落细胞的胞壁纤维素。(3)根系分泌物、根系脱落细胞是根际微生物的营养来源,植物种类、品系、年龄及生理状况影响根分泌物的质和量,从而影响根际微生物的类群和数量,在植物初花期,根分泌物多,根际微生物数量大,植物生长后期,真菌和放线菌数量增多8、叶围微生物:附生或寄生于植物叶部周围的微生物。叶面物理结构和养分分布的异质性决定了附生微生物分布的不均一性。植物叶表水分和营养水平低,因此可被定殖的空间通常很少。生防菌在叶表的竞争是对可供利用的空间的竞争。9、内生菌:生活在植物体内,通过与寄主植物互惠共生的一类微生物,包括真菌和细菌。麦角菌类内生真菌产生生物碱防止食草昆虫、线虫、草食哺乳动物取食。10、主要生防细菌:假单胞菌属、芽孢杆菌属、土壤杆菌属。(1)荧光假单胞菌,属于假单胞菌属rRNAI群荧光DNA同源组,杆状,G-,无芽孢,单极生鞭毛。是植物根际最普遍的微生物类群,具有分布广、数量多、营养需要简单、繁殖快、竞争定殖力强的特点,是最有潜力的促进植物生长的根围细菌之一。(2)枯草芽孢杆菌、蜡质芽孢杆菌、短小芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌,G+,直杆状,无荚膜,周生鞭毛,内生芽孢椭圆到柱状,位于菌体中央或稍偏。广泛分布在土壤及植物体表,应用于种子保护及生物防治。(3)主要生防机制:产生抗生素、酶类物质和植物激素;诱导植物产生ISR;促进营养和水分吸收,提高3植物的抗逆能力;有效的根际定殖,竞争生态位和营养物质,如噬铁素对铁的营养竞争11、放线菌是抗生素的主要生产菌,典型代表链霉菌,好氧,腐生菌,大多生长在含水量低、通气良好的土壤中。抗生素对微生物的抗菌机制:(1)阻碍菌体细胞壁合成。如多抗霉素(多氧霉素),几丁质合成酶的竞争性抑制剂,多抗霉素的结构类似几丁质合成酶的底物尿苷二磷酸乙酰氨基葡萄糖,对几丁质合成酶的亲和力则为底物的近千倍。选择性地抑制真菌细胞壁的组成成份几丁质的合成,能使芽管及菌丝体局部膨大、破裂,细胞内含物泄出,导致死亡。此外还能抑制孢子的产生和病斑的扩大。(2)影响菌体细胞膜通透性。如匹马菌素,多烯类抗生素与真菌细胞膜中的胆固醇结合,妨碍固醇-磷脂的相互作用,使膜的流动性改变,离子的移动受影响,造成内含物泄漏,从杀死真菌。(3)抑制菌体蛋白质、核酸合成。如灭瘟菌素S,抑制肽基转移酶,从而抑制菌体蛋白质合成;如春日霉素,干扰氨基酸代谢的酯酶系统,从而影响蛋白质的合成,抑制菌丝伸长和造成细胞颗粒化(4)作用于能量代谢系统。如井冈霉素A,显著抑制黄瓜猝倒病菌的肌醇合成;对纹枯病菌的主要储存糖-海藻糖的酶活性有强烈的抑制作用,有效地阻止纹枯病菌从菌丝基部向顶部输送葡萄糖,从而抑制病菌生长和发育(5)作用于细胞分裂。如灰黄霉素能在低于完全抑制病菌生长浓度时引起菌丝螺旋等异常发育;长川霉素完全抑制灰霉病菌的孢子萌发,抑制菌丝体在培养基上生长,孢子萌发后的新菌丝粗短,生长极其缓慢;磷氮霉素使灰霉病菌孢子和稻瘟病菌孢子萌发后在芽管及新生菌丝周围产生链珠状膨大;农抗120使对西瓜枯萎病菌、水稻纹枯病菌菌丝畸变,西瓜枯萎病菌萌发菌丝原生质凝集、变形生长,水稻纹枯病菌菌丝畸变生长,分枝节间短,菌丝先端扭曲(6)提高植物抗病力而防病治病。如农抗120提高植株免疫能力,显著增强西瓜幼苗抗枯萎病菌毒素致萎的能力;中生菌素促进植物防卫反应基因,过氧化物酶基因、苯丙氨酸解氨酶基因、查尔酮合成酶基因的转录表达;宁南霉素诱导PR蛋白的产生;井冈霉素增加水稻过氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶基因、海藻糖酶、几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶的活性12、主要生防真菌:木霉、毛壳菌、寡雄腐霉、酵母菌、内生真菌13、木霉生防优点:木霉生长速度快,产孢量大;广谱性;广泛适应性;在植物根际能大量定殖;能作用于植物内部的病原菌;不受土壤抑菌作用的干扰;分生孢子有较强的耐干燥能力;对作物生长有促进作用。作用机制:(1)抗菌代谢产物的杀菌作用,如6-戊基吡喃酮、异氰化物、聚酮化合物、哌珀霉素类抗菌肽、二酮哌嗪、倍半萜烯、类固醇;(2)产生几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶等,溶菌作用;(3)重寄生作用;(4)启动植物防御反应,诱导植物抗性,合成乙烯,产生和积累与抗病性相关的PR蛋白、酚类化合物和木质素,提高过氧化物酶等保护酶酶活;(5)竞争作用木霉高质量分生孢子的产生:(1)营养水平调控分生孢子产生,培养基pH、C:N比、碳浓度和孢子收获期4影响生防制剂的活力,从而影响其货架期,pH7.0C:N比14:1的培养基生产的分生孢子具有最长的货架寿命;(2)用蔗糖、D-阿拉伯糖代替葡萄糖,调节渗透压降低培养基水势,进行微周期产孢,减少菌丝产量,增加分生孢子产生;(3)在产孢阶段后期热击,生产耐热分生孢子14、抑病土:自然降低病害发生程度的土壤。只有当感病作物和病原物同时存在时抑病土才能被鉴定。在抑病土中,即使病原接种体密度大,病害的严重程度也会受到限制,病害也不发展。影响因素:(1)土壤非生物因素的作用。土壤的抑制作用与土壤结构、土壤理化性质之间有密切联系,如镰刀菌萎蔫病的严重度随土壤类型不同而不同,沙土利于镰刀菌枯萎病的侵染,而粘土则具有抑制作用;许多作物的镰刀菌枯萎病在土温高时易发生,土壤湿度的增加也能加重镰刀菌枯萎病的发生。(2)土壤生物因素的作用。如对土壤进行高温加热、溴甲烷熏蒸以及γ射线辐射,土壤的抑病作用就会消失或降低。作用机制:(1)微生物种群间的营养竞争。可获得的营养总量以及微生物种群能利用的营养总量是决定营养竞争激烈程度的两个参数。土壤中微生物生物量的水平决定了营养竞争的程度,同时也决定了土壤对病原菌的敏感度。(2)作物根系分泌物的作用。连作抗病品种影响病原菌及根围微生物群落,土壤中病原菌数量减少,后作种植感病品种的病情显著降低。15、土传真菌病害的主要生防因子:木霉、毛壳菌、寡雄腐霉、盾壳霉、非致病性尖孢镰刀菌、非致病性双核丝核菌16、盾壳霉对油菜菌核病菌的生物防治生防机制(1)重寄生作用:盾壳霉菌丝通过机械压力和胞壁降解酶(β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶)的酶解作用穿透并侵入核盘菌的菌丝和菌核,在其细胞内和细胞间生长发育,继而形成菌丝体和分生孢子,导致病原菌菌丝体细胞死亡分解,降低菌核形成数目和萌发力;(2)抗生作用:产生对核盘菌和白腐小核菌具有显著抑制作用的抗菌物质;(3)溶菌作用:产生β-1,3-葡聚糖酶、蛋白酶和几丁质酶,降解核盘菌菌丝和菌核中的糖类和蛋白类物质盾壳霉的应用(1)植物地上部分施用:喷施盾壳霉孢子液,病杆内菌核产量较对照少,菌核存活力和子囊盘产量明显下降。连续多季施用盾壳霉时表现出控制菌核病的长期效应或菌核病衰退。制剂添加粘附剂,提高孢子在花瓣上粘附能力;与杀菌剂混用提高生防效果;孢子浓度越高,生防效果越好(107以上)(2)土壤中施用:盾壳霉培养物,有效地控制核盘菌的菌核存活及其子囊盘萌发,从而控制核盘菌的初侵染源数量。土壤中的盾壳霉可以沿着菌核病病斑向植物地上部分生长扩增,并寄生在病斑部分形成的核盘菌菌核。17、植物青枯病生物防治,研究较多的根围促生菌,主要是芽孢杆菌、链霉菌以及假单胞菌518、利用拮抗菌防治采后病害的两条基本途径:利用自然附生于果蔬表面的拮抗菌;人为引入拮抗菌,包括(1)采后:用含拮抗菌的悬浮液或涂膜材料浸渍、喷施或涂膜果蔬;(2)采前:在花或幼果表面喷施拮抗菌悬浮液19、防治采后病害的主要拮抗微生物:拮抗细菌(芽孢杆菌、假单胞菌、放射土壤杆菌)、酵母菌和类酵母菌(毕赤酵母、假丝酵母、隐球酵母菌、红酵母等)20、酵母菌(1)生防优点:具有较强的抗逆能力,可在高温和干旱条件下长期定殖于植物叶表果表,抗菌谱广,产生的胞外多糖使其具有竞争优势,对化学农药具有较好的耐性,易和化学农药混配,或可耐受果实采后的各种物理化学处理措施,能在廉价培养基上培养,易于贮存和使用,遗传上稳定,遗传背景清楚,遗传转化系统完善,易于遗传操作(2)作用机制:(1)竞争能力强。能利用植物叶表果表的养分迅速扩增而占据病原菌的侵染位点,从而阻止病原菌侵入;(2)寄生作用。产生胞外水解酶β-1,3-葡聚糖酶,溶解病原菌细胞壁;(3)诱导抗性。诱导果蔬几丁质酶、β-