[发明专利]一种新型生防与植物活力复合剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物工程应用技术领域，具体涉及一种新型生防与植物活力复合剂及其制备方法。

背景技术

人口、粮食和环境已成为当前的突出问题，到2040年，粮食产量必须在目前基础上提高3倍才能满足人类发展需要，即使使用农药，每年还有30%的作物损失，否则将有70%损失。然而使用化学农药所引起的副作用如病虫草产生的抗性、对非靶标生物的直接危害、对环境的污染、忽视自然调控等，使病虫害防治更加复杂和困难，迫切需要有效可行的方法来解决这些问题。早在1992年世界环境与发展大会就要求“在全球范围内控制化学农药的销售和使用”，不能过分依赖化学农药已成为全球共识。Moffat在谈到化学农药对环境造成的危害而面临被禁止使用时指出，利用遗传和基因工程技术寻找新型生防制剂，才是解决粮食和环境问题的根本出路。

美国撤消了近百种化学农药的登记，50种化学农药被禁止使用，瑞典、丹麦、荷兰等不少国家也以法规形式制定了5-10年内减少50%化学农药用量的目标。为了达到有效防治农作物病虫害，减少化学农药的副作用，利用生防制剂的研究与开发来诱导植物抗病性便越来越引起广泛重视，发展生防制剂产业化，前景广阔。

植物生防制剂是指利用生物及其基因产生或表达的各种生物活性成分，制备出用于防治植物病虫害、杂草以及调节植物生长的代谢产物总称。植物生防制剂具有以下优点：(1)对病虫害防治专一性强；(2)对人畜安全无毒、不污染环境、无残留；(3)对病菌、害虫的杀伤特异性强，不伤害天敌和有益生物，能保持生态自然平衡；(4)生产原料和有效成分属天然产物，它可回归自然，保证可持续发展；(5)可用生物技术和基因工程的方法对微生物进行改造，开发利用途径多样，害虫和病原菌难以产生抗药性。

木霉菌属半知菌亚门、丝孢纲、丝孢目，常见于土壤中，是具有重要经济价值的一类真菌。早在五十多年前，人们就已经认识到木霉菌对于植物病原真菌的拮抗作用。多年来，对木霉菌的拮抗作用作了深入研究，并取得了令人鼓舞的成果。木霉菌温室和田间实验取得了令人鼓舞的结果，国外已有商品化的木霉菌制剂问世，如美国的Topshield和以色列的Trichodex，随着现代生物技术的不断发展，生物化学和分子生物学水平上对木霉菌的生物防治机制进行研究和利用，必将有利于对这一有益真菌的更好利用。

木霉菌对植物病原真菌的拮抗作用包含多种机制，一般认为有竞争作用、重寄生作用及抗生作用。Lorit在1993年研究指出，木霉菌的生防机制还包括提高植物的抗逆性和抗病性以及影响病原菌的致病性等。

木霉菌在代谢过程中产生拮抗性化学物质来毒害病原菌，这些物质包括抗生素和相关酶类，如：木霉菌素(trichodermin)、绿胶霉素(gliotoxin)、绿木霉菌素(viridin)、抗菌肽(antibiotic peptide)等，木霉菌产生挥发性乙醛对病原真菌具有抗性，哈茨木霉对立枯丝核菌防治机制之一是产生挥发性抗生素，主要成分为六戊烷基吡喃和戊烯基吡喃，具有椰子香味；从哈茨木霉和长枝木霉菌中分离纯化的抗菌肽分别为trichodermin 和trichovirin。这些次生代谢产物为农用抗生素开发和利用提供了条件，但有些代谢产物性质不稳定，在一定条件下会转化为不具抗菌活性的化合物，如胶霉素在某些酶作用下可转化为二甲基胶霉素而丧生活性。

木霉菌除了能够具有重要生防作用外，还对植物的生长产生影响。目前研究表明，木霉菌对植物生长的影响与土壤微生物种类和数量、木霉菌和土壤微生物之间相互作用以及植物根系的变化等因素有关，这种影响即有促进生长的一面，又有抑制生长的一面。

木霉菌能够促进植物生长。资料表明，木霉菌株具有溶解可溶性物质的能力，促进植物对矿物质的吸收，不仅能够有效防治棉苗立枯病和菜豆炭疽病，而且具有促进植物生长功能。

Chang和Baker1986年通过哈茨木霉处理辣椒、菊花和长春花等栽培基质，植物出现比较高的发芽率，开花早而且生物量增加。Windham等在悉生环境下进行了哈茨木霉和康宁木霉菌刺激植物生长实验，玉米、马铃薯、烟草以及红萝卜等植物均表现出高发芽率，高出苗率且植株干重增加的现象。