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Crop Science · 有效成分資料庫 · 第 1 級

Bacillus subtilis 如何保護植物?

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枯草桿菌(Bacillus subtilis)是革蘭氏陽性、可形成孢子的土壤細菌。它同時透過數種機制保護植物:破壞真菌細胞膜的抗菌脂肽,例如伊枯草菌素(iturins)與豐原素(fengycins);快速定殖根部,奪走病原菌的空間與根系分泌物;以及預先活化植物自身防禦的誘導系統抗性。它屬預防性,因此必須在病害壓力出現之前或同時完成定殖。

瓊脂培養皿上的奶油色細菌菌落。

什麼是枯草桿菌(Bacillus subtilis)?

枯草桿菌(Bacillus subtilis)是革蘭氏陽性、可形成孢子的土壤細菌,是生物學中特性研究最透徹的生物之一,也是工業發酵的主力。它形成孢子的能力正是其具商業實用性的原因:孢子能撐過配方製造、儲存與施用過程,營養細胞則做不到。

枯草桿菌如何發揮作用?

抗生作用:它會產生多種抗菌脂肽,包括表面活性素(surfactins)、伊枯草菌素(iturins)與豐原素(fengycins),可破壞真菌細胞膜。其中伊枯草菌素與豐原素具有直接抗真菌活性。

競爭作用:它能快速定殖於根部表面,占據空間並消耗原本會被病原菌利用的根系分泌物。

誘導系統抗性:定殖會預先活化植物自身的防禦途徑,使植物對後續侵襲反應更快。這是與直接拮抗確實不同的作用方式,也是其效果可能出現在細菌尚未定殖部位的部分原因。

促進植物生長:透過溶磷作用與產生植物荷爾蒙,有助於根系發育,且獨立於病害抑制之外。

多種機制同時運作,是支持其抗藥性持久力的主要論據,也是它與單一作用點合成殺菌劑的真正差異之一。

枯草桿菌做不到什麼?

它屬預防性且依賴定殖,並非治療性:它需要在病害壓力出現之前或同時完成定殖,若施用於已形成的病害流行,結果將令人失望。定殖取決於土壤生物、水分、溫度與有機質,因此成效隨田區的差異比化學藥劑更大。在高病害壓力下,它無法取代殺菌劑。此外,它還需與土壤中既有的微生物群落競爭,而在生物活性高的土壤中,這些群落可能已占據該生態區位。

枯草桿菌安全嗎?

風險極低。對人類、動物與植物不具致病性,無殘留疑慮,並廣為有機栽培體系所接受。與任何微生物產品一樣,操作時應避免吸入濃縮孢子粉末。

枯草桿菌出現在產品系列的哪些產品中?

枯草桿菌是 Charge BioBoost 所含的十一種菌株之一,另外還有三種其他 Bacillus 菌種、五種菌根菌與兩種 Trichoderma 菌種,基質為腐植酸、黃腐酸、胺基酸與海帶。

重點摘要

  • 孢子能撐過配方製造、儲存與施用過程,這使枯草桿菌具有商業實用性。
  • 伊枯草菌素(iturins)與豐原素(fengycins)具有直接抗真菌活性。
  • 誘導系統抗性解釋了細菌尚未定殖部位出現的效果。
  • 多種機制共同作用,是支持其抗藥性持久力的主要論據。
  • 它不具治療性,在高病害壓力下也無法取代殺菌劑。

參考文獻

  1. Bacillus lipopeptides: versatile weapons for plant disease biocontrolTrends Microbiol 16(3):115-125, 2008 · Narrative review · PMID 18289856 · Independent
  2. Surfactin and fengycin lipopeptides of Bacillus subtilis as elicitors of induced systemic resistance in plantsEnviron Microbiol 9(4):1084-1090, 2007 · Controlled experiment with purified lipopeptides and mutants · PMID 17359279 · Independent
  3. Biocontrol of Bacillus subtilis against infection of Arabidopsis roots by Pseudomonas syringae is facilitated by biofilm formation and surfactin productionPlant Physiol 134(1):307-319, 2004 · Mechanistic, wild-type vs mutants · PMID 14684838 · Independent
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常見問題

枯草桿菌對人或動物有害嗎?

風險極低:對人類、動物與植物不具致病性,無殘留疑慮,並廣為有機栽培體系所接受。與任何微生物產品一樣,操作時請避免吸入濃縮孢子粉末。

枯草桿菌能治癒已發生的植物病害嗎?

不能。它屬預防性且依賴定殖,因此需要在病害壓力出現之前或同時完成定殖。施用於已形成的病害流行,結果將令人失望。

為何枯草桿菌的效果會因田區而異?

定殖取決於土壤生物、水分、溫度與有機質,因此成效隨田區的差異比化學藥劑更大。它還需與土壤中既有的微生物群落競爭,而在生物活性高的土壤中,這些群落可能已占據該生態區位。

枯草桿菌能促進植物生長嗎?

能,透過溶磷作用與產生植物荷爾蒙。這些作用有助於根系發育,且獨立於病害抑制之外。

含有枯草桿菌的產品

列出這些產品,是因為此成分出現在各產品所申報的成分組成中。這是參考頁面上的商業連結,並非推薦;許可用途與供應情況因市場而異。