中山大学研究生学刊（自然科学、医学版）　第３３卷第３期ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＴＨＥ　ＧＲＡＤＵＡＴＥＳ　ＶＯＬ．３３１￣３　２０１２　ＳＵＮ　ＹＡＴ—ＳＥＮ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮＡＴＵＲＡＬ　ＳＣＩＥＮＣＥＳ、ＭＥＤＩＣＩＮＥ）　２０１２　

枯草芽孢杆菌研究进展与展望　王晓阁　（中山大学环境科学与工程学院，广东广州５１０２７５）　

【内容提要】枯草芽孢杆菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｓｕｂｔｉｌｉｓ）是一类广泛分布革兰氏阳性杆　状好养型细菌，无致病性，环境兼容性好、不易产生抗药性等优点，并可以分　泌多种酶和抗生素，而且还具有良好的发酵基础，用途十分广泛，国内外有众　多研究单位和学者对此茵性能有过深入系统研究，也积累了丰富的研究资料，　应用也涉及发酵、病虫害防治、养殖业、环境修复等各个领域。本文对枯草芽　孢杆茵应用进行综述，加强对枯草芽孢杆茵了解和推广应用。　【关键词】枯草芽孢杆茵；发酵；防病；养殖；环境修复；促生作用　

１　前言　枯草芽孢杆菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｓｕｂｔｉｌｉｓ）是一类广泛分布于各种不同生活环境中的革兰氏　阳性杆状好养型细菌，可以产生内生芽孢，耐热抗逆性强，在土壤和植物的表面普遍存　在，同时还是植物体内常见的一种内生菌，对人畜无毒无害，不污染环境。由于枯草芽　孢杆菌生长速度快、营养需求简单，易于存活、定殖与繁殖，无致病性，并可以分泌多　种酶和抗生素，而且还具有良好的发酵基础，用途十分广泛，国内外有众多研究单位和　学者对此菌进行了大量研究，也积累了丰富的研究资料。本文对枯草芽孢杆菌在养殖　业、病虫害防治、医药、环境修复等方面的应用现状、机理以及面临的一些问题及其产　生原因进行综述，以加强对枯草芽孢杆菌了解和推广应用。　

２枯草芽孢杆菌形态特征　从生物学特性来讲，枯草芽孢杆菌具有典型的芽孢杆菌特征，其细胞呈直杆状，大　小（０．８—１．２）　ｍ×（１．５—４．０）Ｉｘｍ，单个，革兰氏染色阳性，着色均匀，可产荚　膜，运动（周生鞭毛）；芽孢中生或近中生，小于或等于细胞宽，呈椭圆至圆柱状；菌　

收稿日期：２０１２—１１—２０　作者简介：王晓阁，女，１９８９年，河南新郑，中山大学环境科学与工程学院１２级环境科学专　业研究生Ｅ－ｍａｉｌ：ｗａｎｇｘｉａｏｇｅｆｆｉｅｎｄ＠１６３．ｔｏｍ　枯草芽孢杆菌研究进展与展望　落粗糙，不透明，扩张，污白色或微带黄色；能液化明胶，胨化牛奶，还原硝酸盐，水　解淀粉，为典型好氧菌（东秀珠等，２００１）。　

３枯草芽孢杆菌应用研究　３．１　枯草芽孢杆菌在发酵方面应用　枯草芽孢杆菌种类多样，发酵产物的需求不同，因此，发酵条件存在一定差异。刘　长庆等（２００９）研究枯草芽孢杆菌Ｂ２发酵条件，发现其产抑菌物质的最佳发酵培养基　为葡萄糖１５ｇ、黄豆饼粉３０ｇ、蛋白胨２ｇ、ＮａＣ１　ｌｇ、（ＮＨ４）２ｓＯ４　５ｇ、ＣａＣＯ３　６ｇ、ＭｇＳＯ４　６ｇ，蒸馏水１０００　ｍＩ　，最佳发酵条件为ｐＨ值７．０、接种量４％、３０℃恒温振荡培养箱培　养，发酵时间约６０ｈ。章四平等（２０１０）通过单因子试验筛选到了适合枯草芽孢杆菌ＮＪ　１８生防菌株生长及其拮抗物质产生的最佳碳源为玉米粉和麦芽糖，最佳氮源为豆粕，　最佳金属离子是Ｃａ“；最佳含量为：玉米粉１０ｇ·Ｌ～、麦芽糖３０ｇ·Ｌ～、豆粕３０ｇ·　Ｌ～、ＣａＣＯ　１．５ｇ－Ｌ一；最佳培养条件为：初始ｐＨ为６．８、培养温度为２８ｏ《＝、２５０　ｍＬ　摇瓶装液量为９０ｍＬ、接种量为２％（体积分数）、培养时间为３６　ｈ、转速为１８０ｒ·ｒａｉｎ　时为该菌株的。唐荦等（２０１０）研究嗜热枯草芽孢杆菌ＴＦ６８产Ｂ一甘露聚糖酶发酵条　件，确定了以魔芋精粉为碳源，豆粕粉为氮源时发酵酶活最高，Ｌ一缬氨酸和盐酸吡哆　辛可以使产酶水平有较大提高。采用优化后的培养基中进行摇瓶发酵培养该菌株，在液　态培养条件下产酶量高，发酵成本低，发酵周期短。　枯草芽孢杆菌生境多样，可利用的营养物质种类十分丰富，这决定了其代谢产物多　样化，具有广泛应用价值。枯草芽孢杆菌能够产生蛋白酶、仅一淀粉酶、纤维素酶、Ｂ　葡聚糖酶、植酸酶、果胶酶和木聚糖酶等十几种酶（袁小平等，２００４），具备生产多　种酶的应用潜力。唐荦等（２０１０）利用枯草芽孢杆菌Ｔ１７６８产ｐ一甘露聚糖酶。枯草芽　孢杆菌还可以发酵生产捷安肽素，维生素Ｋ（惠明等，２００９），ｐ一甘露聚糖酶（唐荦　等，２０１０），猪血多肽（范远景等，２００９），腐植酸（刘志坚等，２００９），黄腐酸（赵莹　等，２０１０）环二肽类（李海峰等，２０１０），抗菌肽（张蕾等，２０１０）等。此外，杨帆等　（２０１０）以高粱为基质在堆积工艺培养条件下，枯草芽孢杆菌能代谢产多种赋予食品饮　品等风味的物质及其前体物质，产量较高的３一羟基一２一丁酮可安全地作为食用物质，　具有特有的奶油香味，对酒的风味具有明显贡献。　３．２枯草芽孢杆菌在植物病虫害防治应用　３．２．１防病机制　近年来，国内外研究者学者在枯草芽孢杆菌对植物病菌的作用机制方面进行了大量　研究，认为作用机制和方式是多样的，概括起来主要有竞争作用、拮抗作用、溶菌作　用、诱导植物抗病性和促进植物生长等。（１）竞争作用：主要包括营养竞争和位点竞　争。营养和空间位点的竞争是指存在于同一微小生物环境中的两个或两个以上微生物之　间争夺这一环境内的空间、营养、氧气等的现象。（２）主要指２种或２种以上的微生物　共同生长时，一种微生物在同化作用中产生某种或某几种特异的次生代谢产物，改变其　微环境，从而抑制甚至杀死另一种微生物的现象。（３）溶菌作用：枯草芽孢杆菌通过　１５　中山大学研究生学刊（自然科学、医学版）　二。一二年第三期　吸附在病原真菌的菌丝上，并随着菌丝生长而生长，产生溶菌物质消解菌丝体，使菌丝　发生断裂、解体、细胞质消解，有的菌丝原生质凝结；或者是次生代谢产物对病原菌孢　子的细胞壁产生溶解作用，致使细胞壁产生穿孔、畸形等现象。（４）诱导抗性：枯草　芽孢杆菌不但能直接抑制植物病原菌，而且能通过诱发植物自身的抗病潜能从而增强植　物的抗病性。（５）促进植物生长：生防枯草芽孢杆菌能促进植物根系及植株生长，增　强植物的抗病性，从而间接地减少病害发生（姜莉莉等，２００９；黄曦等，２０１０）。　３．２．２防治病虫害应用‘　由于它的安全性和能产生多种抗菌物质的特性而受到生物防治工作者的青睐，国内　外使用枯草芽孢杆菌防治植物病害非常广泛，目前已有很多优良的枯草芽孢杆菌菌株应　用于生产实践。　美国己有４株枯草芽抱杆菌生防菌株（ＱＳＴ－／１３、ＭＢ１６００、ＧＢ０３和ＦＺＢ２４）得到了　美国环保署（ＥＰＡ）商品化或有限商品化生产应用许可。ＱＳＴ７１３为美国ＡｇｒａＱｕｅｓｔ公司　开发出来的活菌制剂，商品名Ｓｅｒｅｎａｄｅ，不仅通过美国环保局（ＥＰＡ）的登记而且还得　到食用作物病害应用的审批和认可，通过叶面施用能防治蔬菜、樱桃、葡萄、葫芦和胡　桃多种作物的白粉病、烂根病、霜霉病、疫病、灰霉病等细菌和真菌引起的病害（Ｐｕｊｏｌ　ｅｔ　ａｌ。，２００６）。ＧＢ０３由美国Ｇｕｓｔａｆｓｏｎ公司开发注册，商品名为Ｋｏｄｉａｋ。ＧＢ０３可以直　接施用于土壤或者拌种可以预防棉花、棉花、豆类和花生等由镰刀菌、曲霉属、链格孢　属和丝核菌属所引起的根部和种子的真菌病害，其分泌的挥发性物质还可以直接促进植　物生长（Ｅｓｔｅｖｅｚ　ｅｔ　ａ１．，２００２）。ＭＢ１６００由美国ＭｉｃｒｏｂｉｏＬｔｄ公司开发，商品名为　Ｓｕｂｔｉｌｅｘ，用于防治灰霉病、白粉病及由丝核菌属、镰刀菌属、曲霉属引起的叶部和根　部病害。２００１年Ｇｕｓｔａｆｓｏｎ　Ｌｔｄ公司又将解淀粉枯草芽孢杆菌和ＭＢ１６００菌株混合制成混　合生防药剂，称为Ｂｉｏ　Ｙｉｅｌｄ。ＦＺＢ２４由Ｔａｅｎｓａ公司开发生产，商品名ＴａｅｇｒｏＴＭ，施用　于温室或室内栽培树苗、灌木和装饰植物根部可防治镰刀菌和丝核菌引起的根腐病和枯　萎病，也可用于防治番茄晚疫病、灰霉病、小麦白粉病和植物轮枝菌，还可作为增产促　生剂（Ｖａｓｉｌｉｋｉ　ｅｔ　ａ１．，２００６）。　．　我国在利用枯草芽孢杆菌防治植物病害的应用研究也取得了一些成绩，现已开发成　功并投入生产的商品制剂有百抗、麦丰宁、纹曲宁、亚宝等。百抗是于２００２年由云南　省星耀生物制品厂、云南农业大学植物病理实验室和中国农业大学植保学院生防室，共　同研制出枯草芽抱杆菌产品，主要有效成分是枯草芽孢杆菌Ｂ９０８，获得农药部登记注　册，它通过营养竞争、位点占领等机制对烟草、三七、花卉、小麦、白菜等易患土壤病　害的作物具有很好的防治效果，已在多个省推广使用，特别对水稻纹枯病的防治效果显　著可达７０％以上，成为全国第一个在水稻上获得登记的芽抱杆菌杀菌剂（姜莉莉等，　２００９）。麦丰宁是利用枯草芽孢杆菌Ｂ３菌株制成的活体生物杀菌剂，对小麦纹枯病田间　防效达５０％一８０％，其防病机制主要表现在产生抑制小麦纹枯病病菌菌丝生长、菌核　形成和菌核萌发的抗菌物质。纹曲宁是由江苏省农业科学院植物保护研究所研制开发的　新型生物杀菌剂，对水稻纹枯病有较好的防效。刘邮洲等（２００６）研究了纹曲宁的田　间高效使用技术，结果表明使用手动喷雾机防治效果最好，在一定的工作压力范围内　（５—４５　ｋｇ），使用喷雾器件，喷雾机压力越大越有利于生防菌定殖。　】６　枯草芽孢杆菌研究进展与展望　此外，国内研究者报道了其他枯草芽孢杆菌对棉花立枯病菌、枯萎病菌、黄萎病　（陈莉等，２００８），大豆根腐病（李晶等，２００９），玉米纹枯病（彭灯水，２００９），黄瓜　灰霉病（曹春娜等，２００９）、枯萎病（李晶等，２００９），烟草赤星病（张成省，２００９）、　青枯病（张秀玉等，２０１０）等也具有很好防治效果。　３．３　枯草芽孢杆菌在养殖业方面应用　枯草芽孢杆菌在养殖业作用机理主要包括：（１）调节消化道微生态平衡；（２）提　高畜禽消化能力；　（３）提高畜禽免疫力；　（４）产生维生素等营养素（翟继鹏等，　２０１０）。其应用如下：　３．３．１提高畜禽生产性能　大量研究表明，仔猪日粮中添加枯草芽孢杆菌制剂后可明显提高断奶仔猪的生长性　能，增重明显提高、腹泻发生率得到降低，产生免疫应道时间缩短，抗体水平也提高　（陈旭东等，２００５；朱五文等，２００７；兰青，２００８；张灵启等，２００８；黄雪泉，２０１０）。　王振华（２００８）报道，泌乳母牛饲喂枯草芽孢杆菌后可明显提高其产奶量，且饲喂的　活菌剂量不同，提高幅度也不同；且在提高产奶量的同时，乳蛋白含量也有相应的　提高。　潘康成等（２００５）研究表明，在肉鸡的基础日粮中添加０．１％枯草芽孢杆菌制剂　后，净增重、日增重均有显著提高；采食量和饲料转化率也有明显提高；鸡肉品质及氨　基酸组成则有明显改善。　３．３．２防治畜禽疾病　俞宁等（２００９）报道，枯草芽孢杆菌可有效防治消化道疾病，可代替抗生素预防　仔猪腹泻症。徐海燕等（２００９）研究发现饲粮中添加芽孢杆菌有促进雏鸡胸腺、脾脏　和法氏囊发育的功能，能显著提高血清中ＩｇＧ含量，增强动物的抗应激能力。与单一使　用枯草芽孢杆菌相比，多菌种配合疗法更为全面、有效。Ｈ．Ｋ．Ｈｅｒｓｔａｄ等（２００９）使用　含枯草芽孢杆菌的多菌种混合剂治疗犬急性腹泻，疗效更为显著。　另外，枯草芽孢杆菌还有防治骨质疏松、促进凝血、抗皮肤感染等作用（万阜昌，　２００９）。然而一些学者认为，目前在防治疾病方面，以枯草芽孢杆菌为代表的益生素尚　不能完全替代抗生素，需要二者配合使用，效果更为显著。　３．３．３净化养殖环境　由于枯草芽孢杆菌有很强的生物同化作用，可应用于清除畜禽养殖场的粪便恶臭，　其代谢产物对蚊蝇的生长繁殖也有抑制作用。采用圈舍喷洒、加入发酵床垫料等途径，　可以有效地改善饲养环境。曾地刚等（２００７）报道，采用海藻酸钙包埋固定枯草芽孢　杆菌净化对虾养殖水体，可使池水的亚硝酸盐、硫化氢浓度比对照水池明显降低，总碱　度显著上升，在一定程度上改善养殖水体的水质状况。其他研究也得出相似结论（廖春　丽等，２００９；张峰峰等，２００９）。刘慧玲等（２００９）适合浓度的枯草芽孢杆菌能有效地　改善鱼苗养殖水体的水质，提高机体免疫力和成活率　另外，畜禽养殖过程中排放的废渣、废水、粪污等污染物也可用枯草芽孢杆菌处　理，使其达到无害化效果，并获得肥料资源。王宇等（２００９）比较了几种微生物对猪　粪堆肥的升温效果，发现碳氮比为３０：１左右时，升温效果为枯草芽孢杆菌＞黑曲霉＞　１７