主栽食用菌的細菌性病害研究進展

劉晨光 王 青,2 邊銀丙 肖 揚*

（1. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用真菌研究所，湖北 武漢 430370；2. 江蘇徐淮地區(qū)淮陰農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇 淮安 223001）

食用菌富含營養(yǎng)，并具保健和藥用價值，在人類餐桌上占據(jù)重要地位[1]。食用菌產(chǎn)業(yè)具有循環(huán)、高效、生態(tài)的內(nèi)在特點，具有促進農(nóng)民增收、農(nóng)業(yè)增效和民眾健康的重要作用，是我國農(nóng)業(yè)種植業(yè)的第五大產(chǎn)業(yè)。我國食用菌栽培種類主要有香菇（Lentinula edodes）、平菇（Pleurotus ostreatus）、金針菇（Flammulina filiformis）、雙孢蘑菇（Agaricus bisporus）和杏鮑菇（Pleurotus eryngii）等。隨著食用菌栽培規(guī)模的擴大，病害的發(fā)生是制約食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個重要因素[2]，其中，細菌性病害不僅嚴重降低食用菌的產(chǎn)量，還會影響產(chǎn)品品質(zhì)[3]。因此，防控食用菌細菌性病害是食用菌產(chǎn)業(yè)的重要研究課題之一。本文綜述主栽食用菌細菌性病害的主要種類、病原細菌的致病機制及防控措施，為研究和防治這類病害提供參考。

1 主栽食用菌的細菌性病害種類

在食用菌栽培過程中，細菌性病害頻繁發(fā)生。子實體出現(xiàn)的褐斑、水漬、發(fā)黑、腐爛及軟化等癥狀主要由假單胞桿菌屬（Pseudomonassp.）細菌引起[4]，在雙孢蘑菇、平菇、金針菇和香菇等食用菌中均有發(fā)生。雙孢蘑菇細菌性褐斑病于1915年被首次報道[5]，隨后其病原菌被命名為托拉斯假單胞桿菌Pseudomonas tolaasii[6]。托拉斯假單胞桿菌還會引起平菇的細菌性褐斑病[7]和金針菇黑斑病[8]。唐菖蒲假單胞桿菌（P. gladioli）引起雙孢蘑菇軟腐病[9].其他細菌引起的食用菌病害有多粘芽孢桿菌（Bacillus polymixa）引起的雙孢蘑菇凹點病[10]，黃桿菌屬（Flavobacteriumsp.）細菌引起的平菇黃膿病[11]，假格里尼翁蒼白桿菌（Ochrobactrum pseudogrignonense）引起的金針菇腫瘤病[12]等。

不同種甚至不同屬的細菌侵染食用菌會產(chǎn)生非常相似的癥狀。雙孢蘑菇菌柄壞死病可由熒光假單胞桿菌（P. fluorescens）[13]和美洲愛文氏菌（Ewingella americana）[14]引起，癥狀均表現(xiàn)為菌柄中心出現(xiàn)棕色壞死區(qū)域，后逐漸擴展到菌蓋內(nèi)部。香菇褐腐病的病原菌包括熒光假單胞桿菌和一種在子實體組織間隙繁殖的歐文氏桿菌（Erwiniellasp.），兩種病原菌造成的癥狀高度相似[10]。

1.1 袋栽食用菌的細菌性病害

袋栽食用菌主要包括平菇、杏鮑菇、白靈菇、秀珍菇和香菇等，發(fā)生的主要細菌性病害詳見表1。

表1 主要袋栽食用菌細菌性病害及癥狀

1.2 地栽食用菌的細菌性病害

地栽食用菌主要包括雙孢蘑菇、雞腿菇（Coprinus comatus）和鳳尾菇（Pleurotus sajor-caju）等，同種食用菌的一些不同種細菌性病害會表現(xiàn)出類似的癥狀，詳見表2。

表2 主要地栽食用菌細菌性病害及癥狀

2 病原細菌的致病機制

2.1 病原細菌對食用菌生理生化的影響

研究病原細菌的致病機制對食用菌細菌性病害的防治十分重要。國內(nèi)外關(guān)于假單胞桿菌屬細菌的致病機制研究取得了一定進展，其在生理生化層面對食用菌產(chǎn)生很大的影響。托拉斯假單胞桿菌能夠產(chǎn)生胞外毒素——托拉斯毒素（Tolaasin）[23]，托拉斯毒素能在細胞膜上形成孔道，使膜的通透性發(fā)生改變，并通過膠體滲透機制引起溶解[24]，其脂肽結(jié)構(gòu)可直接進入細胞膜脂層，形成兩種類型的離子通道孔道，并均被Zn2+抑制，影響離子的跨膜運輸，導(dǎo)致細胞代謝紊亂[25]，也可以通過表面活性劑作用直接破壞細胞膜結(jié)構(gòu)，而不受Zn2+的抑制[26]。

前人對子實體菌蓋表面黃褐色斑點（細菌性黃斑病）的形成機制也開展了研究，發(fā)現(xiàn)細胞膜被破壞后，酚類物質(zhì)進入細胞質(zhì)中，與酪氨酸酶接觸，而托拉斯毒素能激活酪氨酸酶，在酪氨酸酶催化作用下酚類物質(zhì)形成黑色素[27]。托拉斯假單胞桿菌能產(chǎn)生二甲基二硫醚、1-十一烯和甲硫醇等天然揮發(fā)物，抑制平菇菌絲的生長，并且使平菇、雙孢蘑菇和杏鮑菇的組織褐化[28]。學(xué)者利用光學(xué)顯微鏡和透射電鏡，觀察雙孢蘑菇菌褶滴水病樣本，發(fā)現(xiàn)蘑菇假單胞桿菌侵染雙孢蘑菇后，侵入子實體的菌絲外空間，并將細胞外的基質(zhì)降解，從而導(dǎo)致菌柄斷裂及子實層的破裂，而不是通過產(chǎn)生毒性物質(zhì)來引發(fā)病害[29]。

2.2 病原細菌對食用菌基因表達的影響

病原菌侵染誘導(dǎo)的宿主基因表達變化與病害表型關(guān)系非常緊密，明確發(fā)病食用菌的基因表達模式，可為深入解析病原細菌的致病機制提供理論依據(jù)。而目前關(guān)于病原細菌對食用菌基因表達影響的研究尚少。Kombrink等[30]將灰蓋鬼傘（Coprinopsis cinereus）菌絲與枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）和大腸桿菌（Escherichia coli）進行共培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)灰蓋鬼傘與每種細菌單獨培養(yǎng)時誘導(dǎo)的基因高度重疊，主要編碼具有抗菌活性的肽和蛋白，表明其能夠識別病原細菌的存在，引發(fā)對革蘭氏陽性和陰性細菌類似的響應(yīng)模式。

在金針菇幼蕾腐爛病研究中，王青[15]對金針菇單獨接種與混合病原菌阿氏節(jié)桿菌和雅馬納假單胞桿菌培養(yǎng)進行轉(zhuǎn)錄組測序，分析差異表達基因的富集結(jié)果表明，GO（Gene ontology）富集到與跨膜轉(zhuǎn)運和氧化脅迫應(yīng)答相關(guān)的功能，KEGG（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）富集到與細胞色素外源物質(zhì)代謝和酪氨酸代謝相關(guān)的通路。由此推測金針菇受到細菌侵染后，主要發(fā)生細胞壁延伸停滯、酚類底物氧化和應(yīng)激防御等三方面的響應(yīng)。研究還發(fā)現(xiàn)，金針菇菌絲受到米氏假單胞桿菌侵染后，初期細胞通過絲裂原活化蛋白激酶級聯(lián)反應(yīng)將細菌侵染信號轉(zhuǎn)至胞內(nèi)，激活過氧化物酶活性反應(yīng)、抗生素合成等免疫反應(yīng)。同時，線粒體通路傳導(dǎo)細胞凋亡信號，線粒體膜透性增加并釋放細胞色素c，引起細胞凋亡。在感染中期，細胞核內(nèi)DNA損傷發(fā)生一定程度的修復(fù)，高分子物質(zhì)的合成受到負調(diào)控。后期，細胞內(nèi)蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)發(fā)生水解，加速衰老，加上遺傳物質(zhì)的破壞，最終導(dǎo)致金針菇細胞死亡，菌絲發(fā)育停滯。

3 食用菌細菌性病害防治方法

3.1 抗病品種的選育

抗病品種的選育是防治食用菌細菌性病害的有效措施，目前生產(chǎn)中已有一些抗細菌性病害的優(yōu)良品種。黃軍平[31]鑒定了11個平菇品種對托拉斯假單胞桿菌的抗病性，并將品種劃分為四類：高感品種、中感品種、中抗品種和高抗品種，其中，華平36、華平1號和高30為中抗品種，蘇引6號為高抗品種。陳康[32]將托拉斯假單胞桿菌接種于97個平菇栽培品種，發(fā)現(xiàn)了夏優(yōu)1號、蘇研1號和新科101等抗病品種，而且平菇菌柄偏軟的品種平均自然發(fā)病率和病情指數(shù)，均高于菌柄偏硬的品種，兩者之間的抗病能力差異達到極顯著水平。張根偉等[33]通過雜交育種得到一個白色金針菇高產(chǎn)抗病新品種‘冀金雜1號’，抗細菌性爛菇病能力強。徐巖巖[34]發(fā)現(xiàn)病原細菌弱毒菌株能夠誘導(dǎo)平菇產(chǎn)生抗病性，托拉斯假單胞桿菌弱毒滅活菌對平菇細菌性褐斑病具有良好的誘抗效果，并且篩選出最佳誘導(dǎo)濃度和間隔期，誘導(dǎo)后的平菇可抑制病菌增殖，過量表達抗病基因，使平菇產(chǎn)生系統(tǒng)抗病性。

3.2 栽培措施防治和物理防治

栽培措施防治和物理防治是防治食用菌細菌性病害的重要手段。栽培措施防治包括：①嚴格選擇食用菌栽培種，通過創(chuàng)造適宜的生長條件，采用適宜的菌種保藏方法，控制菌種傳代次數(shù)等措施提高菌種質(zhì)量，防止菌種退化、老化和雜菌污染[35]；②選擇干燥、無變質(zhì)腐爛的培養(yǎng)料，控制培養(yǎng)料的含水量，拌料和管理用水需潔凈，防止病原細菌經(jīng)水傳播；③保證菇房環(huán)境衛(wèi)生，及時清理污染的菌袋或病菇；④在出菇期間加強通風，創(chuàng)造利于食用菌子實體生長而不利于病原細菌生長的環(huán)境條件[36]。物理防治方法主要為通過發(fā)酵或蒸汽滅菌有效殺滅培養(yǎng)料和覆土材料中的有害微生物，在接種前用紫外燈和臭氧發(fā)生器等進行環(huán)境消殺，接種過程中利用酒精燈等防止病原細菌污染[37]。

3.3 生物防治

生物防治是利用生物或其代謝產(chǎn)物防治病害。前人報道，噬菌體pto-bp 6g對托拉斯假單胞桿菌表現(xiàn)出很強的噬菌活性，共同培養(yǎng)4 h就可使病原菌降解[38]。學(xué)者從雙孢蘑菇子實體上分離到16株具有廣譜抗菌活性和潛在的促進子實體生長作用的細菌，分別隸屬于芽孢桿菌屬、潘多拉菌屬Pandorea、鏈霉菌屬Streptomyces和假單胞桿菌屬等[39]。近年來也有報道，植物提取物可用于防治食用菌細菌性病害，如銀杏葉提取物對引起杏鮑菇菌柄腐爛病的惡臭假單胞桿菌的抑制效果顯著[40]，山杏殼木醋液也可有效抑制平菇細菌性褐斑病的發(fā)生，且利于平菇菌絲的生長[41]。

3.4 化學(xué)防治

在食用菌細菌性病害發(fā)生較為嚴重時，需要使用化學(xué)藥劑防治。次氯酸鹽、高錳酸鉀、生石灰等為常用消毒劑，應(yīng)用較多的殺菌劑有農(nóng)用鏈霉素、咪鮮胺錳鹽、硫菌靈等[42,43]。研究表明，一定濃度的二氧化氯固體藥劑對金針菇細菌性褐斑病病原菌具有較好的殺滅效果[44]；復(fù)方二氧化氯食用菌殺菌劑對平菇褐斑病病原菌的殺菌效果好，添加烷基糖苷作為增效劑可對殺滅細菌起到協(xié)同作用[45]；2%四環(huán)素溶液對杏鮑菇細菌性病害假單胞桿菌有一定的防治效果，而對菇體的生長無抑制作用[46]；施保功濕性粉劑和百消凈消毒劑對雙孢蘑菇褐斑病和軟腐病等細菌性病害防效好，可達到80%左右[47]；有效氯濃度100～150 mg/L的次氯酸鈉對白靈菇細菌病害防治效果好[48]。

4 展 望

有關(guān)食用菌細菌性病害的研究已取得一些進展，但仍存在很多待解決的問題。主要涉及以下方面：

（1）食用菌作為一種營養(yǎng)豐富的健康食品，生長周期短，化學(xué)藥劑的使用易造成食品安全問題。目前已登記的可用于食用菌生產(chǎn)的農(nóng)藥產(chǎn)品僅13種，其中11種為殺菌劑，防治的對象限于褐腐病、濕泡病、木霉等真菌性病害[49]，尚未見用于防治細菌性病害的藥劑。因此，目前的藥劑無法滿足食用菌安全生產(chǎn)的需求，迫切需要研發(fā)出針對食用菌細菌性病害的綠色高效藥劑。

（2）在食用菌栽培過程中，除溫度、濕度、pH等基本環(huán)境因素外，其生長發(fā)育的微生物環(huán)境也有較大影響，適宜的微生物群落會促進食用菌菌絲及子實體正常生長發(fā)育[50]。目前，關(guān)于食用菌微生物多樣性的研究主要集中于覆土栽培、菌塘栽培以及鮮品儲存過程[51-53]。由于病原細菌也潛藏于群落中，因此在食用菌工廠化生產(chǎn)中可加強微生物多樣性的組成分析，建立病害的發(fā)生預(yù)警機制，以有效預(yù)防細菌性病害。

（3）食用菌細菌性病害癥狀和病原菌種類多樣，有些病原細菌還不能準確鑒定到種，侵染過程和致病機制尚不明確，宿主和病原細菌的相互作用的分子機制有待闡明，未來需要更加深入研究食用菌-病原細菌的互作機制。植物-病原細菌互作的研究成果可為食用菌細菌性病害研究提供參考思路，明確食用菌與病原細菌互作的分子機制，可為從分子層面對病害進行防治提供參考依據(jù)。

食用菌病害防治相比于傳統(tǒng)農(nóng)作物病害難度更大[54]，必須堅持“預(yù)防為主，綜合防控”的策略，采用科學(xué)的細菌性病害周年防控措施。首先，要加強食用菌優(yōu)良抗病品種的選育，除了傳統(tǒng)的育種方法，還可以通過誘導(dǎo)產(chǎn)生抗性；其次，采用科學(xué)的栽培管理模式，在整個栽培過程中嚴格做好無菌和消毒處理，按時監(jiān)測病原細菌，預(yù)防病害大爆發(fā)；再次，在細菌性病害防治過程中應(yīng)盡量選擇物理和生物防治方法。目前食用菌細菌性病害的生物防治還多停留在基礎(chǔ)研究階段，較多成果難以在生產(chǎn)中大規(guī)模推廣應(yīng)用，因此還有待進一步加強研究。另在病害發(fā)生嚴重時采用化學(xué)防治方法時，要注意劑量和用法，盡量多種藥劑輪換使用，以減緩抗藥性的產(chǎn)生。