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拮抗微生物

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拮抗微生物（英语：Antagonistic microorganism）是指一种能够导致其他生物（如细菌或昆虫）生长受阻甚至死亡的微生物[1]。

一部分拮抗微生物会产生有害代谢物质，例如抗生物质、酶等，直接杀死邻近生物。另有一部分拮抗微生物与病原菌竞争营养和生存空间，抑制病原菌的繁殖。小部分的拮抗微生物藉捕食、超寄生（英语：Hyperparasite）或微寄生（英语：mycoparasitism）破坏其他寄生物[2][3]。拮抗微生物普遍存在于土壤、根圈、植物组织、植物体表上[4]，亦存在于人类肠道[5]。

生物实验[编辑]

小鼠实验[编辑]

给小鼠喂服具活性的鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella Typhimurium），若不施加仼何干预，约需十万个细菌方可使小鼠发病身亡。然而，若先给小鼠服用链霉素，小鼠肠道里的正常菌群会被杀死。其后再喂服伤寒沙门氏菌，仅需十个细菌已能令小鼠发病身亡[6]。由此可以得知正常菌群有拮抗微生物的作用，可以对抗鼠伤寒沙门氏菌[6]。

泥土实验[编辑]

若将0.1%至10%的抑病土（英语：Disease supressive soils）（supressive soil）接种（英语：Inoculum）给导病土(conducive soil），能使导病土获得疾病的抑制。因此可以总结泥土中存在拮抗微生物[7]。

例子[编辑]

著名细菌[编辑]

乳酸菌[编辑]

主条目：乳酸菌
参见：伊利亚·梅契尼可夫 § 影响

乳酸菌可代谢产生如细菌素（英语：Microbial toxin#Bacterial）、有机酸、过氧化氢、胞外多糖（英语：Extracellular polymeric substance#Components）（Exopolysaccharides）、铁载体（英语：siderophore）和生物表面活性剂（英语：biosurfactant）等抗菌物质，因而具有良好的抗菌活性[8]。乳酸菌还可通过糖发酵产生多种有机酸，主要包括乳酸、乙酸、柠檬酸、苹果酸、丙酸以及苯乳酸等，均具有一定的抗菌作用[9]。此外，乳酸菌还可以产生其他抗菌物质，例如二氧化碳、丁二酮、脂肪酸等[10][11]。

链霉菌[编辑]

主条目：链霉菌
参见：赛尔曼·瓦克斯曼 § 链霉素

链霉菌以其独特的代谢功能闻名，是活性天然产物的重要来源。这些天然产物的结构类型包括生物碱、聚酮、萜类、甾体、卤代物、聚醚类等。其中不少产物具生物活性，如抗菌、抗疟和抗寄生虫等[12]。1943年，赛尔曼·瓦克斯曼从灰色链霉菌（英语：Streptomyces griseus）中提取出链霉素，在医药和果树及蔬菜的细菌性防治有广泛应用。[13]

其他微生物[编辑]

微生物 效果 方法
乳杆菌 具有过氧化氢[6] 治疗白色念珠菌引发的阴道炎[14]
血链球菌 具有过氧化氢[6] 对牙周可疑致病菌有拮抗作用[15]
大肠杆菌
变形杆菌
肠球菌 		产生抗菌素 抵抗引起痢疾和伤寒的志贺菌和伤寒沙门氏菌（英语：Salmonella typhi）[6]
拮抗酵母菌如：
假丝酵母（英语：Candida oleophila）、
克勒克酵母、
粘红酵母（英语：Rhodotorula glutinis）、
罗伦隐球酵母 		以极快的繁殖速度竞争营养；且

有些酵母菌可以诱导植株产生抗性，如罗伦隐球酵母促进水果与自身抗病性有关的多酚氧化酶（英语：Polyphenol oxidase）及过氧化物酶的释放；或

有些酵母菌可以分泌溶菌霉类，如粘红酵母及罗伦隐球酵母能分泌胞外几丁质酶，可溶解病原菌菌丝或细胞壁

可抑制果蔬青霉、灰霉、毛霉病等病变，包括梨黑斑病及柑橘青霉病[16]
枯草芽孢杆菌 可以产生抗菌物质，抑制灰霉病、炭疽病等病原菌的生长 减少菊花茎腐病[2]
淡紫拟青霉菌 抑制线虫繁殖 感染线虫的卵[17]
荧光假单胞菌 可以诱导植物抗病性；或者代谢产生2,4-二乙酰基间苯三酚[18]、莫匹罗星[19]、β内酯抗生素（英语：Obafluorin）[20][21] 保护植物根部免受寄生真菌如镰孢菌和腐霉的感染[22]

病毒[编辑]

真菌[编辑]

农业应用[编辑]

有机作物病害防治[编辑]

图中绿色部分所示的益菌（Beneficial）是拮抗微生物，能抵御病原菌对有机作物的侵略。与病菌的关系为竞争与拮抗

生物防治，旧的定义为借助仼何除人类外的生物体使病源菌的存活或活性降低，因而导致病原菌所引起的病害减少的状况。

现今的定义是指运用自然或人为的操作调整环境、寄主植物或拮抗微生物来促进一种或一种以微生物的活性，或大量导入一种或一种以拮抗微生物，使存在于寄生或休眠的病原之接触密度或致病能力降低的方法[2]。

在农业上，拮抗微生物可用作生物农药，防治病虫害，从而提高农业产量，并减少农药使用量[24]。部分拮抗微生物能诱导植物产生抗性。[7]

莲雾保护[编辑]

参见：芽孢杆菌属

多黏类芽孢杆菌（英语：Paenibacillus polymyxa）（P. polymyxa）及Bacillus sp. LB5[注 1]（为一种革兰氏阳性杆菌，有过氧化氢酶及氧化酶，会产生内生孢子[25]）对莲雾果实病原菌具有强拮抗性。其通过抑制病原菌孢子发芽，造成菌丝孢子膨大变形。而对田间果树常使用的化学药剂具有强忍受性，有利于田间应用[4][26]。

对柑桔、水稻、烟草、芦荀、泥土、榆树、碗豆、大豆和番茄的保护[编辑]

1948年，研究表明放线菌所产生的抗生素Musarin[注 1]（C35H60O14N2）可以抑制尖孢镰刀菌古巴专化型，对抗香蕉株的巴拿马病[27]。

1950年代，科学家从金黄色链霉菌（英语：Kitasatospora aureofaciens）分离出四环霉素[28]，其后用于柑桔立枯病的防治。

1958年，日本科学家住木谕介（日语：住木諭介）自灰产色链霉菌（英语：Streptomyces griseochromogenes）分离出一种新名为灭瘟素的新抗生素[29]，用于水稻热病的防治。

1963年，日本科学家铃木三郎及矶野清由可可链霉菌（Streptomyces cacaoi subsp. asoensis）分离出保粒霉素（Polyoxins）[30]，用于治疗水稻纹枯病、烟草白星病、及芦笋茎枯病[13]。

1982年，科学家发现Streptomyces longisporus（英语：Streptomyces longisporus） [注 1]对泥土中的稻长蠕孢霉（英语：Cochliobolus miyabeanus）及茄链隔孢菌（英语：Alternaria solani）有抑制作用[31]。

1984年，大卫·戈特利布利用灰色链霉菌（英语：Streptomyces griseus）产生的杀假丝菌素（英语：candicidin）防治荷兰榆树病。同年有科学家以吸水链霉菌（英语：Streptomyces hygroscopicus）（Streptomyces hygroscopicus subsp. geldanus）产生的格尔德霉素（英语：Geldanamycin）防治因感染立枯丝核菌（英语：Rhizoctonia solani）产生的豌豆根腐病。[32]

1989年，有生命科学家在温室中利用Streptomyces graminofaciens[注 1]发酵液防治番茄棘壳孢（英语：Pyrenochaeta lycopersici）引起的蕃茄木栓化（corky root）及黄瓜黑色根腐病菌（英语：Phomopsis sclerotioides）引致的胡瓜根腐病。[33]

注释[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 现时中文微生物学界暂未将其命名

参见[编辑]

参考文献[编辑]

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生态系统生物间相互作用
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