植物内生细菌研究进展

合集下载

植物内生细菌在生物修复方面的研究进展

植物内生细菌在生物修复方面的研究进展

式 落 后 、 械 化 水 平 较 低 、 营规 模 小 、 动 强 度 大 大 户 , 机 经 劳 同时 扩大 盐碱 地 植 棉利 用 和 改 良, 靠 滩涂 盐 依 且 生产 率 低 、 产成 本 比较 高 。加强 植 棉 机械 研 制 , 碱 地植 棉 推 动 江苏 省 植棉 面 积恢 复 。三是 加 快构 建 生 尤其 是 长 江 、 黄河 流 域 棉 区 的棉 花采 收 机 械研 制 。 打 植 棉农 技 专 业化 服 务 体 系 。要 引导 和推 进 植棉 机 械 破棉 花 机 械化 技 术 瓶颈 , 同时 , 快植 棉 机 械 的推 广 化 服务 专 业 户或 专 业 队发 展 , 展针 对植 棉 费 工 、 加 开 费 应 用 ,快 速 提高 江 苏棉 花 生产 机 械化 作 业 技术 与装 力 的关 键 关 节 , 开展 集 中服务 或 托 管服 务 . 棉农 从 把 备水 平 。 32 .. 创新 植棉 管理 方 式 3 繁 琐 的植 棉 管理 中部 分解 放 出来 ,以专 业 化 服务 推 植棉 机 械 的 应 用是 植 棉 动植 棉 规 模 化 ; 时 . 加 强对 专 业 化服 务 户 和服 务 同 要
则 由 K ep e 于 1 9 l pr o 9 2年 首次提 出。
c pca G e ai) 4能够 增强 植物 对 甲苯 的耐受 能力 . 且还 而 能够 减 少 甲苯 蒸 发 到大 气 中。 因为 甲苯是 B E T X污
2 内生 细 菌 在 植 物 体 内 的定 殖
洋 4可 以 内生 细 菌进 入 植物 体 内的途 径 包括 两 种 ,即 自 染 物 的四种 组分 之一 。 葱伯 克 霍尔 德 氏菌 G 然 孔 口( 气 孔 、 孑 、 如 皮 L 水孔 等 ) 伤 口 ( 根 生长 引 降 低毒 性 和增 加 异 型生 物质 的降解 , 因而 具 有 改 进 和 如 起 的根伤 或其 他微 生物 引起 的伤 口等 ) 。内生细 菌对 植 物修 复 的潜 能 。 植 物 的定 殖能 发 生在 发 育 的早 期 。也 能发 生 在 成熟 4 植 物 内生 细 菌 原 位 修 复 的 优 势 的植 株 中 ,在 植 物 生长 旺 盛 的分 生组 织 中 内生 细 菌 N w n和 R y o s 总 结 了利 用 内生微 生 物 对 e ma e nl t d6 1 的含 量会 比较 高 。 内生 细 菌 在不 同组 织 之 间具 有 一 于改 进异 型 生 物质 治理 的优势 。一个 最 主要 的优 势

植物内生菌群的研究现状和意义

植物内生菌群的研究现状和意义

植物内生菌群的研究现状和意义植物内生菌群是指与植物共生的微生物群体,包括细菌、真菌以及其他微生物。

近年来,关于植物内生菌群的研究逐渐引起了人们的重视。

本文将探讨植物内生菌群的研究现状和其意义。

一、植物内生菌群的研究现状植物内生菌群的研究可以追溯到上世纪70年代。

最初,人们主要关注植物与根际细菌的相互作用,即根际促进植物生长的有益菌根。

随着研究的深入,人们发现植物内生菌群对植物的生长和健康具有重要影响。

目前,植物内生菌群的研究涵盖了多个层面。

首先,通过高通量测序技术,研究者可以快速准确地鉴定植物内的微生物组成。

其次,通过比较不同内生菌群对植物生长的影响,科学家们可以揭示内生菌群对植物生理功能的调控机制。

此外,人们还研究了内生菌群与植物对抗逆境的关系,以及内生菌群在农业生产中的应用等等。

二、植物内生菌群的意义研究植物内生菌群的意义不容忽视。

首先,植物内生菌群可以增加植物对营养物质的吸收能力。

一些内生菌群能够分解土壤中的有机质,并将其转化为植物可利用的形式,从而提高植物的养分利用效率。

其次,内生菌群对植物的生长和健康起着重要的调节作用。

一些内生菌群能够促进植物的生长,提高植物的抗病能力。

同时,内生菌群还可以通过诱导植物的免疫反应来增强其对病原菌的抵抗。

此外,内生菌群与植物之间存在着复杂的代谢关系。

内生菌群可以分泌一些生物活性物质,如激素、酶和抗生素等,这些物质对植物的生长和发育具有直接影响。

最后,研究植物内生菌群对于推动农业可持续发展也具有重要意义。

内生菌群可以替代化学肥料和农药的使用,减少对环境的污染,提高农产品的质量。

三、总结植物内生菌群的研究在近年来取得了显著进展,我们已经初步了解到内生菌群对植物生长和健康的重要性。

然而,仍有许多问题有待解答,比如不同环境和生理条件下内生菌群的组成和功能是否存在差异等。

因此,未来的研究需进一步深入,以揭示植物内生菌群的机制和应用价值。

希望本文能够概括地介绍植物内生菌群的研究现状和意义,对读者有所帮助。

植物内生菌的研究进展

植物内生菌的研究进展

植物内生菌的研究进展植物内生菌是一种与植物共生的微生物,它们在植物的内部生活并与其共同生长。

近年来,对植物内生菌的研究逐渐增多,科学家们发现,这些微生物与植物之间存在着复杂的相互作用。

本文将介绍植物内生菌的研究进展,探讨其对植物生长和环境适应的影响,以及对人类农业的潜在价值。

植物内生菌是一类普遍存在于植物体内的微生物,包括细菌、真菌和放线菌等。

与植物共生的菌根菌、内生细菌和内生真菌是常见的植物内生菌。

这些微生物与植物形成共生关系,通过与植物根系接触,提供养分、促进生长、增加抗逆性和减少害虫的侵害。

植物也为内生菌提供生长和繁殖的条件。

植物内生菌与植物之间的共生关系是一种相互促进的共生关系,对植物的生长发育和环境适应具有重要意义。

近年来,许多研究表明,植物内生菌对植物的生长和发育具有显著的促进作用。

植物内生菌可以帮助植物吸收土壤中的养分。

据研究发现,菌根菌和内生细菌通过产生一些特定的酶,可以分解土壤中的有机物质,提供植物所需的养分。

内生菌还可以合成一些植物生长所需的激素,例如赤霉素和生长素,从而促进植物的生长和发育。

植物内生菌还可以帮助植物抵抗外界环境的逆境因素,如干旱、盐碱和病虫害的侵害。

内生菌通过激活植物的防御系统,增强植物的抗逆性,从而使其更好地适应恶劣的环境条件。

虽然植物内生菌对植物生长和环境适应具有重要的影响,但其研究仍处于起步阶段,仍有许多问题有待解决。

目前对植物内生菌的种类和功能了解不足,有待深入研究。

植物内生菌与植物之间的相互作用机制尚不清楚,需要进一步明确。

植物内生菌在农业生产中的应用价值尚未得到充分发挥,需要加强相关技术研发和产业化推广。

植物内生菌是一类对植物生长和环境适应具有重要影响的微生物,对植物的促进作用和对农业发展的潜在价值引起了科学家们的广泛关注。

随着对植物内生菌研究的不断深入,相信它将为人类农业生产和生态环境的保护带来新的机遇和挑战。

希望未来能够加强植物内生菌的研究,揭示其在植物生长中的作用机制,加速其在农业生产中的应用,为实现绿色农业和可持续农业发展做出更大的贡献。

植物内生菌的研究进展

植物内生菌的研究进展

植物内生菌的研究进展植物内生菌是指在植物的组织器官内部与植物形成共生关系的微生物。

它们可以与植物根部形成共生关系,或者在植物的叶片、茎部等其他组织器官内部生活。

近年来,植物内生菌的研究备受关注,科学家们已经取得了许多重要的研究进展。

本文将围绕植物内生菌的分类、功能及应用前景等方面展开综述。

一、植物内生菌的分类植物内生菌广泛存在于自然界中,它们可以分为根际内生菌和内生真菌两大类。

根际内生菌是指生活在植物根系附近的微生物,包括细菌、放线菌和真菌等。

这些微生物可以通过固氮、提供植物所需要的矿质元素等方式与植物形成共生关系,对植物的生长发育起到积极的促进作用。

内生真菌则是指在植物组织器官内部生活的真菌,包括以霉、丝状菌和孢子菌等为代表的多种真菌。

它们与植物形成共生关系,通过提供营养物质、提高植物的抗性等方式对植物产生积极影响。

1. 促进植物生长植物内生菌可以通过多种途径促进植物的生长发育。

一些内生菌可以分泌生长素,促进植物的生长;一些内生菌可以提供植物所需的矿质元素,如钾、磷等,有助于植物的吸收;一些内生菌还可以抑制植物病原菌的生长,提高植物的抗病能力。

植物内生菌在农业生产中具有重要的应用潜力,可以用于生物肥料、生物防治等方面。

2. 改善土壤环境植物内生菌的存在可以改善土壤环境,提高土壤的肥力。

一些根际内生菌可以固氮、溶解磷酸盐等,有助于提高土壤的养分含量;一些内生真菌可以促进土壤微生物的多样性和数量,有利于土壤健康。

植物内生菌在土壤修复、土壤改良等方面也具有潜在的应用价值。

1. 分子机制研究近年来,科学家们对植物内生菌的分子机制进行了深入研究,揭示了许多重要的分子机制。

一些研究表明,内生菌通过诱导植物激素的合成或抑制植物激素的降解,从而影响植物的生长;一些研究发现,内生菌可以通过合成特定的化合物来与植物形成共生关系。

这些研究为我们深入了解植物内生菌的功能机制提供了重要的理论基础。

2. 应用研究植物内生菌的应用研究也取得了一些重要进展。

植物内生细菌生物学效应的研究进展

植物内生细菌生物学效应的研究进展

植物内生细菌生物学效应的研究进展植物内生细菌是指与植物生长发育密切相关、具有共生关系的微生物,它们能够利用植物提供的营养和环境形成生物群落,促进植物生长和发育,并在逆境条件下提高植物的逆境耐受性。

因此,研究植物内生细菌对植物生物学效应的影响对于发掘植物资源、提高农业生产效益和控制植物病害具有重要意义。

本文将从植物内生细菌对植物根际的影响、植物健康的维护和植物逆境耐受性的提高三个方面探讨植物内生细菌生物学效应的研究进展。

一、植物内生细菌对植物根际的影响植物内生细菌可利用植物根部分泌的营养物质和氧气生存,并形成与根系密切结合的生物群落。

这些细菌包括固氮细菌、溶磷细菌、有机酸细菌等,它们能够利用空气中的氮气合成氨,并将氨转化为植物能够利用的形态,促进植物生长;同时,溶磷细菌能够促进土壤中磷的有效利用,提高植物养分吸收能力;有机酸细菌通过分解有机物质,提高土壤有机质含量,改善土壤结构,增强土壤保持水分能力。

因此,植物内生细菌的存在能够改善植物根际环境,促进根系生长,提高植物产量和抗病能力。

二、植物内生细菌维护植物健康植物内生细菌能够与植物形成共生关系,通过植物分泌物的供应和对植物免疫系统的调节等方式维护植物健康。

一些内生细菌能够分泌一些抗生素和特定的代谢产物,抑制土壤中的植物病原体生长繁殖。

此外,它们还可以调节植物固有的免疫系统,抵抗外界的病原体。

例如,一些内生细菌能够分泌干扰素和脂多糖等物质,诱导植物免疫系统的激活,促进植物抵抗外界的病原体,改善植物生长环境,从而维护植物的健康。

三、植物内生细菌提高植物逆境耐受性逆境是指植物生长发育过程中面临的环境压力,如盐碱渍化、缺水、低温、高温等。

在逆境环境下,植物内生细菌与植物形成共生关系可以提高植物的逆境耐受性,从而保障农业生产的稳定。

例如,一些内生固氮细菌能够在低氮环境下将大气中的氮转化为植物能够利用的形式,提高植物的氮营养,增强植物对低氮环境的适应能力。

同时,植物内生细菌对植物生长发育的刺激作用能够提高植物的耐受性,增加植物的生命活力。

植物内生菌活性代谢产物的研究进展

植物内生菌活性代谢产物的研究进展

芽鞘 切断 的伸 长 。 琳乔 等人 从几 种草 坪草 和燕 麦根 际分 离 席 的 固氮菌 进行 试管 实验 , 其 能分 泌植 物生 长 素 ( A , 发现 I )而 A 这种 激 素具有 促 生 的作 用 。
成分 的合成 , 能够产生与宿主植物相同或者是相似的次级代 谢产物。 其次 , 植物内生菌的次级代谢产物比较丰富 , 能够产 生多种具有抑菌作用 的活性物质 。在农业方面 , 植物 内生菌 产生的次级代谢产物不仅可以抗动植物 的病 害, 同时也有促
6 抗 植物 病虫 害类 物质 内生菌在植物体 内不仅能够产生有利于防病的抗生素
类 物质 , 24 二 乙酞 藤 黄酚 ( H )嗪 吩羧 酸 (C )藤 黄 如 ,一 P L、 PA 、 绿 脓 菌 素 ( )硝 吡 咯 菌 素 (R )脓 青 素 (Y )H N和 P 、 PN 、 P O 、C
殖有抑制作用, 并且抑制率在 9 %以上 。 0
4 促 植 物 生 长 类 物 质
2 黄海东 , 红澎, 玉等. 雾龙胆 内生茵的分 离鉴定及抗 茵活性分析 杨 王 云
研究认为 ,内生菌 的促生作用主要体现在两个方面 , 一 是通过产生吲哚乙酸以及细胞激动素等植物生长激素来促 进植物生长; 另一方面就是促进氮 、 磷等营养元素的吸收 , 进 而促进植物的生长。 例如 , 番茄 内生菌 12 0 对青菜 、 番茄种子 的发芽率及番茄 的根长都有显著的提高 , 还可 以促进冬小麦

中分离 出一株 内生细菌 , 其发酵上清液对金黄葡萄球菌和大
肠 杆菌 的 生长 有 明显 的抑制 作用 , 有 抗菌 活性 。 具
类 丁 酰 内酯 , 可 以产 生 大 量 的水 解 酶类 , 几 丁质 酶 和 还 如 因子 , 到防病 的效果 。 达

植物内生菌的研究进展

植物内生菌的研究进展

植物内生菌的研究进展植物内生菌是一类生活在植物体内并与其共生的微生物。

这些内生菌包括细菌、真菌和古菌等多种微生物,它们与植物根系等部位互相作用,对植物生长发育起着重要作用。

近年来,越来越多的研究表明,植物内生菌对植物的健康和生长发育具有重要影响。

本文将介绍植物内生菌的研究进展,包括其在植物生长中的功能、与植物的共生关系以及未来的研究方向。

一、植物内生菌的种类和功能植物内生菌种类繁多,其中包括根固氮菌、木质素分解菌、磷解析菌等。

这些内生菌在植物生长发育中发挥着重要作用,主要表现在以下几个方面:1. 氮素固定根固氮菌是一类能够固定空气中氮气并将其转化为氨的细菌。

它们与植物根系形成共生关系,将固定的氮素供应给植物,促进植物的生长发育。

这对于生长在氮素贫瘠土壤上的农作物来说尤为重要,因为根固氮菌能够帮助植物获取充足的氮源,提高作物产量。

2. 磷解析磷是植物生长发育中不可或缺的元素,然而很多土壤中的磷难以被植物直接吸收利用。

在这种情况下,磷解析菌就显得尤为重要了。

磷解析菌能够分解土壤中难以吸收的无机磷酸盐,将其转化为植物可以利用的形式,从而为植物提供充足的磷营养。

3. 木质素分解木质素分解菌则是一类能够降解植物细胞壁中的木质素的微生物。

它们通过分解木质素,帮助植物释放出其中的养分,促进植物的生长发育。

二、植物内生菌与植物共生关系植物内生菌与植物的共生关系是相互依存、相互合作的。

内生菌能够为植物提供养分,促进植物的生长发育,而植物则为内生菌提供生存栖息地。

这种共生关系能够提高植物对外界环境的适应能力,使其更好地生存和繁衍。

1. 根固氮菌与植物根系的共生根固氮菌与植物根系形成的根瘤是一个典型的内生菌与植物的共生系统。

在这种共生系统中,根固氮菌通过根瘤中的固氮酶将空气中的氮气转化为氨,提供给植物使用,从而促进植物的生长发育。

植物为根固氮菌提供生存环境和所需的碳源,使其得以生存和繁殖。

2. 磷解析菌与植物根系的共生磷解析菌与植物根系也形成了共生关系。

植物内生菌研究新进展

植物内生菌研究新进展

表 1 近 10 年来文献报道的内生真菌及其宿主植物名录 Table 1 Fugal endophytes and their hosts documented in the past
decade
Host plant (s)
Fungal endophyte (s)
Abies alba Picea abies
1 植物内生菌和内生关系( endophytism) 定 义的异质性
关于植物内生菌和内生关系的定义和用法较为 混乱 , 和 分 歧[3] 。
“endophyte"一词最早主要指内生植物 。后来被研究 者借用来特指禾本科牧草中那些属于麦角菌科的不 引起病症 、系统发生 、种子携带的内生真菌 ,以与严 格附生的病原真菌种类相区别 。因此 ,内生菌定义中 一度强调其不引起宿主出现病症的特点 ,并界定内 生关系为菌根那样的互惠共生 (mutualism) 。随着研 究范围的拓宽 ,不同的研究者纷纷使用“endophyte" 、 “endophytic" 等字眼来描述它们特定的与植物联合的 微生物类群 。因此 ,植物内生菌的概念具有了明显的 异质性 。
Abstract : Recent advances on the biodiversity , ecological roles , and functional metabolites of endophytes were summarized with some speculative comments for better understanding of this subject . Key words : endophyte ; biodiversity ; ecological function ; secondary metabolite
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

植物内生细菌研究进展摘要:植物内生细菌是植物微生态系统的重要组成部分,具有广阔的理论研究价值和开发应用前景。

本文从植物内生细菌的概念、生物学作用及其应用等方面对近年来植物内生细菌的研究现状进行了综述,并展望其应用前景,以便为进一步研究和应用这类微生物提供信息。

关键词: 植物内生细菌,固氮作用,绿色菌肥引言: 植物内生细菌系统地分布于植物体内,与植物在长期系统发育共进化过程中建立了一种和谙联合的关系。

植物内生细菌有丰富的种群多样性,对宿主植物具有内生固氮、生物防治以及促进生长等多种生物学作用,可应用于防治植物病害、植物内生细菌联合的生物修复以及作为外源基因的载体等具有广泛的开发和应用价值,已成为国内外研究的热点。

在人们日益重视人与自然和谐相处的今天,研究和利用植物内生细菌对于替代或减少农药和化肥的使用,改善农业生态系统,保持植物微生态系统的生物多样性以及维护农田生态平衡实现可持续发展都有重要意义。

正文:1.植物内生菌的发展及概念植物内生细菌名称的由来是经历了几十年的发展才逐渐形成的。

1876 年, Pasteur 从无菌葡萄果汁中提取出内生细菌, 内生细菌由此逐渐引起了人们的关注[1], 传统观念曾认为健康植物体内不含细菌,从健康植物体内分离获得的细菌是由于消毒不严而受污染引起。

直至上世纪20~50 年代, 人们陆续从 30 多种健康植物体内分离到多种内生细菌, 植物体内含有细菌的事实才被肯定。

1866 年 De Bary 为将植物组织内生活的微生物与植物表面生长的表生菌(Epiphyte)区别开来, 首先提出了内生菌的概念[2]。

1992年Kloeooer 首次提出了“植物内生细菌”(endophytic bacteria)的概念[3]。

1995年Wilson将植物内生菌的概念概括为: 植物内生菌是指能在整个或部分生活周期中侵染活植物体, 但对植物组织不引起明显症状的微生物, 包括真菌和细菌[4], 1997 年 Hallmann 等又对植物内生细菌的概念进行了补充, 认为植物内生菌可从植物表面或从植物内部获得, 且它们的存在未使植物的表型特征和功能有任何改变[5]。

.综上所述,植物内生细菌至今尚无统一的定义.但普遍认可它应具有如下特征:一是能在活体植物内定殖;二是不引起寄主植物组织结构发生明显变化;三是在正常情况下,一般不引起寄主植物出现病害症状.符合这3个特征的微生物基本上属于内生菌的范畴[6]。

2.内生细菌的种类内生细菌具有丰富的物种多样性。

通过对棉花、水稻、玉米、甘蔗、马铃薯、柑橘等50多种农作物以及果树、蔬菜、杂草中的内生细菌进行的研究[7一15],发现了包括革兰氏阳性和阴性菌共计54个属。

各种农作物及果树等经济作物中发现的内生细菌已超过120种,大多为土壤微生物种类,其中假单胞菌属、芽胞杆菌属、肠杆菌属以及土壤杆菌属为最常见的属[16],其中属于芽孢杆菌属的菌株数在多种植物中都为最多。

大量研究表明,不但不同植物种类之间内生细菌的类群存在一定的差异,而且同一植物的不同器官、不同生育期、不同生长地域和生长环境以及不同品种之间也存在明显的差异。

.例如生长在热带、亚热带的植物, 其内生细菌的种类与数量均比生长在寒冷、干燥地区的植物多[17],如一些地区常下酸雨,叶片中的内生细菌数量将可能随之而发生变化。

[18]3.内生细菌分离与分类内生细菌分离的方法一般都依赖于传统的平板培养方法,该方法简便、经济,也容易普及,其主要缺点是无法分离得到不可培养的内生细菌,因而不能准确判断植物内生细菌的量与种类。

近年来,以 16S rRNA 基因作为系统发育标记为基础,利用非培养方法检测微生物种群的技术应用于植物内生细菌研究,克服了传统培养方法的缺陷,为检测植物内生细菌种群多样性提供了更有效的手段[19] 。

对于现已分离得到的植物内生细菌,一般可分为专性内生细菌与兼性内生细菌。

前者指至今只能在植物体内分离得到的细菌;后者指能在植物根际与土壤中分离得到,也能在植物体内分离得到的细菌[20],而且种类居多。

同兼性内生细菌相比,专性内生细菌不能在植物组织外部生存,但是的新组织和植物新植株进行散播。

另外,兼性固氮内生细菌可以侵入并定殖到植物内部组织,但与专性固氮内生细菌不同的是,它们能在植物组织外部存活一定的时间。

从植物中分离的固氮螺菌属、草螺菌属、重氮营养醋杆菌和成团泛菌等,都有固氮活性[21]。

4.内生细菌的生物学作用内生细菌对宿主植物的生物学作用,到20世纪80年代以后才引起人们的注意.现在报道的主要包括有固氮作用、促进植物生长作用以及抗病虫害等抗逆作用[22]。

4.1固氮作用人们对内生细菌的生物学作用方面最感兴趣的莫过于其内共生固氮作用。

目前关于非豆科作物的共生固氮问题的研究,主要有两种思路。

其一,利用根瘤菌能够被一些非豆科作物的根毛吸附的特点,在人为条件下使之形成类似根瘤的结构,实现非豆科作物的共生固氮;其二,将固氮基因及相关基因引入禾本科作物使其能自主固氮。

这两种思路虽然有一定的可行性,但都存在巨大的困难:经过这种对植物微生态系统和代谢系统的人为改造后,宿主植物需要将很大一部分能量用于固氮作用,从而严重破坏了植物对微生态系统和代谢系统正常的自我调节作用,结果是不但不能促进植物的生长,反而抑制了植物的生长。

研究发现,很多植物内生细菌可以从空气中吸收氮气,并将其固定为化合态氮,这为人们研究非豆科作物共生固氮又提供了一条新思路。

这是因为内生细菌与宿主植物之间的充满和谐与竞争的微生态系统,是在长期系统发育过程中共进化的结果,能在最大程度上受到植物整体水平上的调节。

固氮内生细菌与植物之间无论在微生态学上还是在代谢上是一种和谐联合的关系。

固氮内生细菌能利用植物产生的多余的能量发挥固氮作用,但又受到植物的这种长期共进化过程中形成的调控系统的宏观调节,植物能始终处于相对较为主动的地位。

因而,有效地发挥非豆科作物内生细菌的共生固氮作用,在一定程度上可以取代或减少化肥的使用。

这里需要强调的是,固氮内生细菌的内共生固氮与根瘤菌的共生固氮是不同的,前者不形成特化结构,几乎可以在宿主植物的各种营养器官内发挥固氮作用;而后者必须在宿主植物的特定器官上形成根瘤,才能发挥固氮作用.共生体的宿主特异性要强于前者。

4.2促生作用研究表明,有些植物内生细菌能产生植物促生物质,如植物激素等。

在这方面研究最多的是吲哚乙酸、假单胞菌属、芽孢杆菌属等都能产生分泌吲哚乙酸或赤霉素,草生欧文氏菌(Erwinia herbicola)不仅能产生吲哚乙酸,而且还能产生细胞分裂素。

这些物质都能有效地促进植物的生长。

从墨西哥分离的18株重氮营养醋杆菌(Acetobacterdiazotrophicus)[23]都有产生生长素的能力,表明重氮营养醋杆菌在与植物相互作用过程中不仅能固氮,而且还可以通过生长素的调节作用影响植物的代谢,促进植物生长.最近,我们的一项研究表明,产酸克雷伯氏菌(Klebsiella oxytoca)产生的生长素对水稻植株的生长和发育起着重要的调节作用[24] 。

4.3增强宿主植物抗逆境、抗病虫害等作用傅正擎[25]等用内生菌及其代谢产物与棉花黄萎病菌共培养的方式,证明内生菌可通过促进生长作用来提高棉株的抗逆性。

许多研究表明,内生菌感染的植物对害虫和土壤线虫也有一定的抗性,如草坪草内生真菌对其根茎及地上部分包括叶鞘上的害虫具有一定的抗性。

关于内生菌提高宿主植物抗逆性作用机制方面的研究报道较少,主要原因是:一方面,内生菌与宿主植物的相互关系十分复杂;另一方面,内生菌长期生活在宿主植物体内,其生存环境相对稳定,研究者很难建立与内生菌生活相同或相似的环境模型。

因此,目前关于内生菌增强宿主植物抗逆性作用机制的研究结论多为推论性的或者是间接的,归纳有以下几个方面:①内生菌通过影响宿主植物的物质代谢并产生生理活性物质来改变植株的生理特性,提高植物的抗逆性刺激植物生长;②诱导宿主植物产生系统抗性,如Vanpeer[26]等认为内生菌诱导植物产生的IsR,无病程相关蛋白的积累,且能诱导植物产生一些结构方面的抗性;③与病原菌竞争生态位和营养物质吴蔼民[27]等认为,从棉株维管束中分离出的内生菌作为一种能在植物组织中运转、对植物无害或基本无害的细菌,由于它在植物体内有稳定的生存空间从而对侵染棉花维管束的黄萎病菌具有拮抗作用;④一定数量的内生菌及其诱导植物产生的酚类、醒类物质在细胞间隙的积累往往构成病原菌进入植物体内或在植物体内运转的机械、化学屏障。

5.内生细菌的应用前景由于内生细菌存在于植物体内,可在植物体内长期定殖并传导,不易受外界环境条件的影响,对植物的生长发育、抵抗病虫侵袭及不良环境等具有维持农田生态平衡、提高作物产量、实现农业的可持续发展广泛的生物学作用,是不可多得天然生物资源,植物内生细菌在如下几个方面可能具有良好的研究或开发应用前景。

5·1 内生生物农药许多研究已证明,植物体内含有大量的具有防病作用的内生细菌,内生细菌生物农药的开发,在发酵基础上进行次生代谢产物的研究应用前景比较乐观。

5·2 绿色菌肥使用化学肥料能提高作物产量,但所造成的污染已成为影响人类健康和导致环境恶化的重要因素之一。

而目前生物肥料的目标菌主要是从土壤中分离筛选,虽然在室内试验时有的生物菌肥效果较好,但在田间使用时,由于这些对植物具有促生作用的“外来”微生物在与植物根际土壤存在的大量习居微生物的竞争中难于占居优势。

因此,效果大多不明显甚至无效。

许多研究已证明,内生细菌能够固氮以及分泌刺激作物生长的激素,通过促使作物健康生长而适当地提高了其抗病力和产量,植物内生细菌有可能是生物菌肥的优良目标菌。

5·3 构建植物内生多功能工程菌随着生物技术的不断发展,利用内生细菌构建益微工程菌,成为国内外研究方向之一。

已成功构建了抗虫益微工程菌、固氮益微工程菌、防病益微工程菌等。

具有多种功能的工程菌将会不断出现,服务于农业生产[28]。

6.结语由于农药和化肥的使用以及农田耕作的单一化,使植物和土壤中微生物的多样性大为减少。

研究植物内生细菌对于重新建立植物体内细菌的多样性,保护植物减少来自环境和虫害的压力,为植物提供氮肥和植物促生有重要作用。

在人们日益重视人与自然和谐相处的今天,植物-内生细菌这种和谐联合的生命形式,为未来生态型农业发展提供了一条重要思路。

参考文献:[1]刘云霞. 植物内生细菌的研究与应用. 植物保护, 1994,20 (5) : 30~32[2郭良栋. 内生真菌研究进展. 菌物系统, 2001, 20 (1) :148~152[3] Kloepper J W, Beauchamp C J. Canadian Journal of Microbiology, 1992, 38: 1219~1232[4] Wilson D. Endophte- the evolution of aterm, and class-ification of its use and definition, Oikos, 1995, 73:274~276[5] Hallmann J, Quadt- Hallmann A. Canadian Journal of Microbiology, 1997, 43 (10) : 895~914[6]杨瑞先,葛晓燕植物内生细菌生物学作用研究进展及应用前景[7]SamishZEtinger-ThezynskaR-BiekM.Themiero orawithinthetissueoffruitsandvegetables[J].JFoodsci,1963,28(3):259一266.[8]宋子红,丁立孝,马伯军,等.花生内生菌的种群及动态分析[J].植物保护学报,1999,26(4):309一14.[9]BellCR,GADickie,WLGHarvey.EndoPhytieBacteriainGral〕evine[J],CanJMierobiol,1995,41:46--53.[10]GardnerJM,FeldmanAWZablotowiezRM.Identityandbehaviorofxylem-residingbacteriainroug hlemonofFloridaeitrustrees[J].APPIEnvironMierobiol,43:1335一1342.[11]MisaghiIJ,DonndelingerCR.EndoPhytiebacteriainsymPtom一freeeottonPlants[J]. PhytoPathology,1990,80:808一811.[12]GagnS,RiehardC,RousseauH,AntounH.Xylernresidingbacteriainalfalfaroots[J].CanJMierobiol,1987,33:996--1000. [13]DongZ,CannyMJ,McCullyME,etal.Anitrogen一fixingendoPhyteofsugareanestems[J].PlantPhysiol,1994,105:1139一1147.[14]FisherPJ,PetriniOLaPPinSeottHM.Thedistributionofsomefungalandbaeteriaendophytesinmaize [J].New P tol,1992,122(3):249一305.[15]MisaghiIJandDonndelingerCD.EndoPhytiebacteriainsymPtom-freecottonPlants[JI.PhytoPathology,1990,80(9):808-811.[16] SturzA V,Christie B R,Norwak J. Bacterial endophytes: potential role in developingsustainable systems of crop production[J].CriticalReviews in PlantSciences, 2000, 19(1): 1—30[17]Fisher P J, Prtrinio, Sutton B C. Sydowia. 1993, 45:338~345[18] 卢镇岳植物内生细菌的分离、分类、定殖与应用[19]韩继刚,宋未.植物内生细菌研究进展及其应用潜力自然科学进展, 2004, 14(4): 374~379[20]阎孟红植物内生细菌在防治植物病害中的应用研究. 生物技术通报, 2004, 3: 6~12[21]冯永君宋未植物内生细菌**国家自然科学基金资助项目(批准号:39770023)[22]黄丽丽植物内生细菌及其在农业方面的应用研究[23] Dobereiner J.Symbiosis,1992;13:1-13[24]吕泽勋,宋未.分析测试学报.1999;18(5):42-44[25]傅正擎,夏正俊,吴蔼民,等.内生菌防治棉花黄萎病机理[J].江苏农业科学,1999,15(4):211一215.[26]VanPeerR,NiemannGJ,SehiPPersB.IndueedresistaneeandPhytoalexinaeeumulationinbiologi一ealeontrolofFusarium Wiltofearnationbypseud monassP.strainWCS417[J」.Phytopatholog 1991,81:728一734.[27]吴蔼民,顾本康,付正擎,等.内生菌对棉花黄萎病的田间防效及增产作用IJ].江苏农业科学,2000,(5):38一39.[28]易有金内生细菌在植物病害生物防治中的作用。

相关文档
最新文档