生物农药应用：酵母菌是什么？生物农药酵母菌的作用与功效

人类将酵母菌应用于食品发酵产业已有上千年历史，经由挑选与驯化的菌种，不仅可应用于生产啤酒、各式酒类，亦可发酵面包、馒头。此外，近年研究开发植物病害防治潜力正蓬勃发展。

近年来食品安全、农业安全及环境安全受到重视，农业型态也逐渐由惯行农业转为安全、友善农业，期盼政府积极推行生物农药，朝向化学农药减量目标，其中利用微生物达到防治效果的生物农药成为重要研究方向。台湾的生物农药包括木霉菌、液化淀粉芽孢杆菌、枯草杆菌等已开发产品或正在登记品项，而酵母菌生物农药正值研究与开发阶段，期望能成为采收前后果实保护生力军，提升蔬果内销与外销品质。

酵母菌为真菌界一员，广泛地存在于自然环境，植物叶表、果实表面、土壤、海水，甚至腐木或腐烂水果都可见其踪迹，目前约​​有1,500种酵母菌已被科学家鉴定与记载。酵母菌对于养分需求简单，糖类为主要碳素源与能量来源，单糖、寡糖皆可被大部分酵母菌利用，因此只要有糖类存在之处，酵母菌即可生长。

酵母菌研究风起云涌，商品化应用于病害防治

国外许多研究报告指出，酵母菌可应用于采后病害防治，例如青霉菌属（Penicillium）引起柑桔青霉病、绿霉病，灰霉属（Botrytis）引起草莓灰霉病，链核盘菌属（Monilinia）引起桃褐腐病，炭疽刺盘孢菌属（Colletotrichum）引起芒果炭疽病等。已开发与研究中的酵母菌种类繁多，例如隐球酵母菌（Cryptococcus sp.）、假丝酵母菌（Candida sp.）、梅奇酵母菌（Metschnikowia sp.）、毕赤酵母菌（Pichia sp. ）等，其中已有多种酵母菌菌种成功开发为产品。

草莓灰霉病于罹病果实初期造成褐色病斑，后期果实覆盖灰褐色粉末状分生孢子。草莓生长后期，于果实定期施用酵母菌至采收前，使酵母菌缠据于果实表面，与病原菌空间与营养竞争形成优势，预期可减少损耗并延长储架寿命。

第一代酵母菌生物农药Aspire酵母菌菌种是橄榄假丝酵母菌（Candida oleophila），为美国生物农药公司艾科净（Ecogen Inc.）自番茄果实表面分离，应用于防治柑桔与梨、苹果等仁果类水果灰霉病、青霉病，虽此产品目前不存在于市面，却引起许多研究人员开发假丝酵母菌病害防治潜力。其中，橄榄假丝酵母菌的不同菌株发展酵母菌生物农药Nexy，为比利时开发并成功登记于欧洲联盟，应用于苹果、梨、香蕉储藏期间，防治由灰霉病菌、青霉病菌或炭疽病菌所引起之病害。

登记于西班牙的酵母菌生物农药Candifruit，酵母菌菌种为清酒假丝酵母菌（Candida sake），应用于仁果类果实采后病害防治。目前最成功的酵母菌生物农药Shemer，由以色列农业部农业研究组织（ARO）教授萨米尔․德罗比（Samir Droby）发现并分离的核果梅奇酵母菌菌株（Metschnikowia fructicola），于以色列已核准在采收前与采收后施用于各类蔬果，包含酪梨、柑桔、葡萄、草莓等作物，用以防治灰霉病、青霉病等真菌性病害，此产品目前由德国制药公司拜耳（Bayer AG）取得，并授权给荷兰公司科伯特生物系统（Koppert Biological Systems）。

防治效果受环境与菌株特性影响

成功开发酵母菌生物农药，首要关键步骤是分离、筛选出稳定且有效菌株。酵母菌分离、筛选过程，影响其商品化效率与成功性。国外研究酵母菌分离，多采用查尔斯․威尔逊（Charles L. Wilson）等人〈微生物拮抗剂防治蔬果采后病害之选择策略〉（A selection strategy for microbial antagonist to control postharvest diseases of fruits and vegetables）的开发方式，由作物表面伤口分离酵母菌，此方法可快速筛选具防治采后病害潜力之酵母菌，并具有于伤口快速缠据、利用伤口生成物质作为营养来源的特性，亦可广泛由植物体表面、土壤、海水中分离，例如酵母菌生物农药Aspire、Nexy，其酵母菌即分别分离自番茄、苹果果实表面。

为鉴别酵母菌种类，利用显微镜观察酵母菌形态多呈卵圆形或椭圆形，细胞较一般细菌大。

具防治效果的酵母菌，常被利用于田间或水果包装场，面临高温干旱的田间环境或水果低温储藏，各种环境因子皆会影响其活性与防治效果，例如高低温度、氧化压力、酸碱值、干湿度。因此，亦有研究极端环境中分离具高逆境耐受性酵母菌，例如分离自海水的红冬孢酵母菌（Rhodosporidium paludigenum），较一般果实表面所分离的酵母菌具有较高渗透压耐受性，当暴露于逆境中有较高适应性，可用于防治梨青霉病、枣类潜伏感染互生链格孢菌（Alternaria alternata）。

此外，具开发潜力的酵母菌还须具备基因稳定性、低浓度即具抑制果实病害发生效果、可防治多种病原菌、易培养、对环境友善、对植物不具病原性、对人体不具危害等特性。酵母菌生物农药商品化过程中，将面临酵母菌量产发酵、开发农药配方等考验，其中量产发酵过程须考量发酵成本、发酵时间不可过长及提升菌量稳定性，开发农药配方则须考量储架寿命、保存方式、酵母菌活性维持及简易施用方法，更可提高市场接受度。

六大拮抗机制保护作物伤口

酵母菌成功应用于防治病害，乃酵母菌、病原菌及寄主植物之间存在交互作用，在酵母菌作用下，可驱动交互作用达到防治病原菌效果，酵母菌主要作用机制如列。其一为营养与空间竞争被视为酵母菌在生物防治上的第一优势，其与病原菌间透过营养竞争，例如糖类、氮、氧等，酵母菌比病原菌更能充分利用这些生长元素，且由于生长快速，也更优先附着并保护作物表面伤口。

其二为产生抑菌物质，酵母菌可产生具扩散性或挥发性的抗菌化合物，例如毒质、抗生代谢物。黑酵母菌（Aureobasidium pullulans）可产生抗菌物质金担子素A（Aureobasidin A），其影响病原菌生合成与代谢功能，此类酵母菌亦被指出可产生具拮抗病原菌的挥发性有机化合物。

番石榴果实常出现褐色病斑，果肉可能软化、呈水浸状，或表皮褐化，可尝试运用酵母菌防治。

其三为寄生与产生水解酵素，酵母菌寄生病原菌的现象，可造成病原真菌构造直接被破坏或分解，其也能产生葡聚糖酶、几丁质酶、蛋白酶等分解酵素，对病原真菌有直接或间接破坏细胞壁的效果，例如季也蒙毕赤酵母菌（Pichia guilliermondii）即可产生葡聚糖酶破坏灰霉病菌菌丝。

其四为嵌铁能力，真菌生长与病原性表现都需要铁元素，某些酵母菌即具有嵌铁能力，与病原菌竞争铁元素，因而产生拮抗病原菌的效果。梅奇酵母菌即具有此能力，可抑制灰霉病菌、青霉病菌菌丝生长与孢子发芽的效果。其五为形成生物膜，酵母菌可在果实表面或伤口内部黏附、缠据及繁殖，并且在基质上产生蛋白质、多糖体，形成生物膜以有效拮抗病原真菌。其六为诱导植物产生抗病反应，病原菌感染植物前，其也能与植物组织或伤口产生交互作用，因而诱发植物系统性抗病反应，抑制病原菌感染植物体。

以营养竞争为主要抗病原菌机制

目前各种酵母菌防治病原菌之作用机制仍未完全透彻，进一步厘清将有助于病害防治策略的发展。已商品化的酵母菌生物农药，其登记施用对象、作用机制及使用方法，大多针对采后病害进行防治，并以营养与空间竞争为最主要作用机制。

以酵母菌生物农药Nexy为例，其防治对象为苹果与梨的灰霉病、青霉病、香蕉炭疽病，于采收后且储藏前施用，浸渍30秒至2分钟或持续淋洗至少30秒；主要拮抗病原菌机制为其与病原菌的营养竞争，并优先缠据果实表面，更具产生葡聚糖酶分解病原真菌细胞壁的能力。

番石榴疮痂病近乎全年皆可能发生，虽于小果期即进行套袋，病原菌仍可能经过枝条进入袋内造成病害，除了维持良好田间卫生外，于套袋前施用酵母菌，在果实上营造良好微生物相，以期降低病害发生率。

酵母菌生物农药Shemer则为水分散性粒剂剂型，登记防治对象广泛，包括柑桔青霉病、草莓灰霉病、葡萄灰霉病、甘薯软腐病等，可于采收前或采收后喷洒或浸渍，主要作用机制为营养竞争，真空状态下，Shemer储架寿命可长达1年。而以较特别的类酵母菌（Aureobasidium pullulans）菌种开发酵母菌生物农药Boniprotect，主要作用机制为营养竞争，同样为水分散性粒剂剂型，于德国登记防治苹果与梨的青霉病、灰霉病，主要于果实采收前2～3周开始施用，最多每隔7天施用1次、连续3次，采收期间亦可施用。亦可与少数杀菌剂、杀虫剂混合施用，于25℃下可存放10个月，于8℃下可存放18个月；同类异名产品Botector于澳洲登记防治葡萄、草莓、番茄灰霉病。

生长增殖快且环境适应性广

酵母菌生物农药开发与商品化在国外已有多项成功案例，然而综观其商品化过程，仍面临许多阻碍。目前多为小型公司投入开发，必须克服产品利润低、资金缺乏、难以建立市场的困境，加上生物农药商品化前须向主管机关登记，如美国国家环境保护局（EPA），过程须耗费许多时间，也成为商品化阻碍。而于消费市场所面临的挑战，则为生物农药防治效果不如化学农药快速有效，酵母菌多受限于采后病害防治为主，导致酵母菌生物农药推展受限。

酵母菌应用于病害防治，仍具有不可或缺的地位，不仅可适应蔬果微观环境，包括高糖浓度、高渗透压、低酸碱值、高湿度等特性，且生长增殖快速、营养需求简单，于蔬果表面可快速建立族群，为营养与空间竞争下的赢家，进而达到保护植物体的效果，也因其环境适应性广，亦成为生物农药开发优势。

葡萄晚腐病于果实潜伏感染，至果实转色期显现病征，产生黑色斑点，至中期病斑处凹陷，并产生橘红色分生孢子。于生长中期至套袋前定期施用酵母菌，酵母菌缠据果实表面达到保护效果，以期减少炭疽病菌感染比例。

台湾蔬果内销与外销过程中，常因采收前潜伏感染病原菌，或采收后蔬果表面伤口引起病害，造成农民损失。若可将酵母菌结合采前管理与采后处理技术，于蔬果表面形成微生物保护层，将可大幅降低病害所造成的损耗。

农委会台中区农业改良场已效力于酵母菌筛选与防治效果测试，从叶表、果实表面伤口分离酵母菌，经纯化培养的酵母菌于培养基进行拮抗试验，将病原菌放置于培养基中央，并于病原菌两端各画一条酵母菌，观察酵母菌抑制病原菌菌落生长情形，测试其对番石榴疮痂病、炭疽病、葡萄晚腐病菌等多种造成果实腐败病原菌的抑制效果，挑选具有优异拮抗效果之酵母菌，进行后续于果实防治试验，目前已初步建立拮抗酵母菌筛选平台。未来将针对番石榴疮痂病、炭疽病、葡萄晚腐病、草莓灰霉病等作为防治目标，以期将酵母菌生物农药导入田间，应用于采前管理与采后处理技术。

本站推荐: 买得易 折扣信息 网上购物大全 买得易网 双鱼座 水瓶座 摩羯座 射手座 天蝎座 天秤座 瑰夏咖啡 手冲咖啡和咖啡机区别 耶加雪菲 咖啡豆 咖啡 花魁咖啡 咖啡网 手磨咖啡 云南咖啡 精品咖啡豆 瑰夏咖啡 手冲咖啡和咖啡机区别 耶加雪菲 咖啡豆 咖啡 花魁咖啡 咖啡网 手磨咖啡 云南咖啡 精品咖啡豆

转载请注明出处。

2019-01-10 11:16:31