咖啡植株内生芽孢杆菌：生物防治农业病虫害的潜力之星

为探究咖啡植株内生芽孢杆菌的生物防治潜力，研究人员分离鉴定相关菌株，发现部分菌株效果显著，意义重大。

　　咖啡，这种风靡全球的饮品，其背后的种植产业却面临着诸多挑战。在咖啡种植过程中，病虫害如同隐藏在暗处的 “杀手”，时刻威胁着咖啡植株（Coffea arabica L.）的健康生长。植物病原菌会侵害咖啡植株的各个部位，影响其光合作用、营养吸收等生理过程；而鳞翅目幼虫则贪婪地啃食咖啡叶片，严重时可导致植株减产甚至死亡。传统的化学防治方法虽然能在一定程度上控制病虫害，但长期使用会带来环境污染、害虫抗药性增强等一系列问题，这就如同饮鸩止渴，并非长久之计。因此，寻找绿色、可持续的生物防治方法迫在眉睫。

来自巴西 SoluBio Tecnologias Agrícolas 的研究人员 Marcelo Tavares de Castro 等人开展了一项关于咖啡植株内生芽孢杆菌（Bacillus spp.）的研究。该研究成果发表在《Egyptian Journal of Biological Pest Control》上，为咖啡种植病虫害防治带来了新的希望。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先，从咖啡叶片中分离芽孢杆菌，通过对叶片进行消毒处理，采用特定培养基培养等步骤获取菌株。其次，利用形态学观察和基因组测序技术对分离得到的菌株进行鉴定和特征分析。在评估菌株的生物防治潜力时，针对植物病原菌进行体外菌丝抑制实验，针对鳞翅目幼虫开展生物测定实验，同时使用统计分析方法对实验数据进行处理。

研究结果如下：

1. 菌株的分离与鉴定：研究人员从咖啡叶片中成功分离出三种芽孢杆菌菌株，分别是蕈状芽孢杆菌（B. mycoides）SBB81、苏云金芽孢杆菌（B. thuringiensis）SBB83 和贝莱斯芽孢杆菌（B. velezensis）SBB84。通过在不同培养基上观察菌落形态，以及借助显微镜对营养细胞、孢子囊、孢子和晶体进行观察，再结合基因组测序技术，最终确定了这些菌株的种类。
2. 对植物病原菌的抑制作用：研究发现，只有 B. velezensis SBB84 菌株对尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）、立枯丝核菌（Rhizoctonia solani）和菜豆壳球孢菌（Macrophomina phaseolina）这三种植物病原菌的菌丝生长具有抑制作用。在与病原菌共培养 10 天后，对 F. oxysporum 的抑制率达到 49.16±6.66% ，对 R. solani 的抑制率为 72.67±3.99% ，对 M. phaseolina 的抑制率为 65.72±3.63% ，并且该菌株还能产生明显的抑菌圈。
3. 对鳞翅目幼虫的致病性：B. thuringiensis SBB83 菌株对草地贪夜蛾（Spodoptera frugiperda）、棉铃虫（Helicoverpa armigera）、大豆夜蛾（Chrysodeixis includens）和甘蔗螟虫（Diatraea saccharalis）的幼虫具有极强的致病性，可导致 100% 的死亡率。B. velezensis SBB84 菌株也能使部分幼虫死亡，如对 S. frugiperda 的幼虫死亡率为 83.3%，对 C. includens 的幼虫死亡率为 71%。而 B. mycoides SBB81 菌株对测试的幼虫无致病性。进一步对 B. thuringiensis SBB83 菌株进行致死浓度（LC₅₀）测定，结果显示其对不同害虫的 LC₅₀值分别为：对 S. frugiperda 为 6.78×10³ spores/ml ，对 H. armigera 为 6.23×10² spores/ml ，对 C. includens 为 9.28×10² spores/ml ，对 D. saccharalis 为 5.81×10¹ spores/ml ，且与标准菌株 HD-1 1450 相比，二者效果相当。
4. 苏云金芽孢杆菌的杀虫相关基因：在 B. thuringiensis SBB83 菌株的基因组中检测到 7 个与昆虫致病性相关的基因，分别是 cry1Ab24、cry1Bd2、cry1Ea7、cry1Ia37、cry2Aa9、cry2Ab41 和 Spp1Aa1，这些基因可能在其杀虫过程中发挥重要作用。

研究结论和讨论部分指出，此次研究从咖啡叶片中分离出的三种芽孢杆菌各有特点。B. thuringiensis SBB83 在防治鳞翅目害虫方面表现出色，可作为潜在的生物杀虫剂；B. velezensis SBB84 对多种植物病原菌具有抑制作用，有望成为生物杀菌剂。虽然 B. mycoides SBB81 在本次研究中未展现出明显的防治效果，但已有研究表明该物种的其他菌株具有一定的生物防治潜力，因此还需对其进一步研究。这两种具有潜力的菌株（B. thuringiensis SBB83 和 B. velezensis SBB84）后续还需在温室和田间进行更多试验，以充分验证其在实际农业生产中的有益特性。这项研究为咖啡种植及其他农业领域的病虫害生物防治提供了新的方向和理论依据，有助于推动可持续农业的发展，让咖啡种植在绿色、健康的轨道上前行，减少化学农药的使用，保护生态环境，保障农产品的质量安全。