微生物与植物之间的共生关系30页PPT
7.7微生物与植物之间的互生和寄生关系
微生物生态微生物与植物的相互关系之互生和寄生微生物与植物间的关系互生关系共生关系寄生关系（一）互生关系：互生关系是一种“可分可合，合比分好”松散关系。
典型例子是植物根际和根际微生物之间的关系。
1、植物根际与根际微生物我们先看看什么是根际（根圈）: 植物根系直接影响的土壤范围，包括根系表面至几毫米土壤区域现在我们来具体分析一下根际微生物对植物的有利作用1. 提供有机养料和生长素类物质2. 提高土壤矿质养料的有效性3. 消除H2S等对植物的毒害作用4. 产生拮抗性物质，抑制植物病原菌的生长。
从而促进植物生长。
附生微生物是能在植物的茎、叶和果实表面，仅含有少量分泌物和水分等微生态环境中生活，并可为植物提供一定程度保护作用和养分的微生物。
有文献报道，每克新鲜植物叶子表面附生100万个微生物常见的附生微生物类群包括酵母、假单胞菌、乳酸菌、葡萄球菌等（二）寄生关系：植物病原微生物☐病毒类☐细菌类☐真菌类植物病原微生物（1）：病毒类植物病毒的丏性不强，一般引起三类症状：叶绿体受到破坏，形成花叶、黄化、红化等矮化、畸形等枯斑、坏死等常见的植物病毒类病害及特征 黄瓜花叶病 烟草花叶病小麦丛矮病番茄斑萎病 病毒郁金香植物病原微生物（2）：细菌类常见的细菌类病害特征瓜类果斑病苹果炭疽病假单胞菌病害根癌农杆菌植物病原微生物（3）：真菌类真菌是主要的植物病原微生物，约占植物病害的95%•子囊菌：白粉病•担子菌：锈病、黑粉病•半知菌：水稻的稻瘟病、纹枯病；棉花的炭疽病、立枯病和黄萎病。
水稻纹枯病 小麦秆锈病 小麦真菌类病害 玉米黑粉病 霉心病 青霉病思考题：1.什么是根际微生物？论述植物根系与根际微生物的相互作用。
2. 简述引起植物病害的微生物类群。
微生物与植物共生关系
微生物与植物共生关系微生物与植物之间的共生关系是一种互利共生的相互作用，微生物可以为植物提供营养物质和保护，而植物则为微生物提供生存环境。
这种共生关系有助于提高植物的生长和适应环境的能力，并对生态系统的稳定性起到重要作用。
一、根瘤菌与豆科植物根瘤菌与豆科植物之间形成的共生关系是一个典型的例子。
根瘤菌通过侵入植物根系中的根瘤细胞，并形成块状结构，这种结构称为根瘤。
根瘤菌在根瘤内与植物共生，从而使植物能够吸收大气中的氮气，并将其转化为可供植物利用的氨态氮，促进植物生长。
而植物则为根瘤菌提供所需的能量和营养物质。
二、蓝绿藻与蕨类植物蓝绿藻与蕨类植物之间的共生关系也是一种重要的共生关系。
蓝绿藻寄生在蕨类植物的叶片表面或体内。
蓝绿藻通过光合作用产生的氧气为蕨类植物提供养分，并帮助它们进行光合作用。
而蕨类植物则为蓝绿藻提供所需的养分和生存的环境，形成一种共生共赢的关系。
三、菌根与绝大多数植物菌根是一种由真菌和植物根系组成的结构，真菌寄生在植物的根系中。
植物通过菌根与真菌共生可以提高吸收土壤中的养分的能力，包括无机盐和有机物质。
同时，真菌通过菌丝网络可以帮助植物吸收水分，并对植物提供保护作用，减少病原菌的侵袭。
这种共生关系对于植物的生长和适应环境起到至关重要的作用。
四、植物与共生细菌除了以上几种典型的共生关系外，植物与其他一些微生物如共生细菌之间也存在共生关系。
共生细菌可以分解土壤中的有机物质，提供植物所需的养分，并对植物进行免疫调节，增强植物对病原体的抵抗能力。
同时，植物为共生细菌提供合适的生存环境。
综上所述，微生物与植物之间的共生关系是一种相互依存、互利互惠的关系。
这种共生关系在自然界中非常常见，在维持生态平衡和生物多样性方面起到重要作用。
它不仅有助于植物的生长和适应环境的能力的提高，还对环境的改善和生态系统的稳定性具有积极意义。
因此，深入研究微生物与植物共生关系的机制以及调控方法，对于农业生产和生态保护具有重要意义。
第十一章_微生物与植物之间的相互关系
11-1植物的根际 1、渗出物 2、分泌物 3、植物黏液 4、黏质 5、溶胞产物 植物根 土壤 根际物质第十一章 微生物与植物之间的相互关系植物的地上部分和地下部分，尽管所处的环境差异较大，但无论茎、叶、花、果、种子以及根等器官上都存在着各种有机物，为微生物的生存、生长和繁殖提供营养，因此不同类群的微生物以各自的方式生活在植物体上，与植物发生互生、共生、寄生等关系，对植物的生长发育产生多方面的影响。
第一节 微生物与植物的互生关系一、根际微生物植物在其生长过程中，既从外界吸收养料和水分，也向外界环境中释放各种无机和有机物质，根际中的有机物质包括以下几类：（1）渗出物，是指根细胞向外释放的小分子物质，如有机酸、氨基酸等；（2）分泌物，指根细胞主动向外分泌的化合物，如维生素、核酸等；（3）植物黏液，包括植物和微生物分泌的多糖类产物；（4）黏质，由植物和微生物细胞及其代谢产物组成；（5）溶胞物质，植物脱落的表皮细胞分解物。
由于植物根周围环境的特殊性（图11-1），为微生物创造了一种特殊的生态环境——根际。
根际（rhizosphere ）是指可被根释放物质所影响的根部土壤。
1904年，德国微生物学家Hiltner 就提出了根际的概念，根际的范围很狭小，仅包括离根几毫米的土壤区域。
在根际内，根分泌各种有机物，如氨基酸、维生素等，可作为微生物的生长因子；此外，脱落的根表皮和皮层细胞内容物也是微生物良好的营养源，因此根际是一个对微生物生长十分有利的特殊生态环境。
在根际内，根系对微生物群落的影响称为根际效应。
根际中微生物群落的密度明显比一般土壤中高，仅细菌就达每克109之多，根际土壤中微生物数量与非根际土壤的微生物数量的比值称为根土比（R/S ），是反映根际效应的重要指标。
根土比一般在5～20之间，农作作比树木的根土比高，豆科植物比非豆科植物高。
而且，根土比的数值随土质、植物种类及季节等因素的影响而发生变化。
根际土壤中以细菌数量最多，但由于根际分泌物的选择作用，细菌的种类较少，以低分子有机物为营养的革兰氏阴性细菌占绝对优势，有假单胞菌（Pseudomonas）、黄杆菌（Flavobacterium）、土壤杆菌（Agrobacterium）等。
植物与细菌的共生关系
植物与细菌的共生关系是大自然中一种神奇而又微妙的互动关系。
植物是拥有自主光合能力的生物，而细菌则是一类具有多样化生态角色的微生物。
在自然界中，植物和细菌通常会形成一种彼此关联、相互依存的共生关系。
这种共生关系往往会使双方都能够从中获益，同时也能够在生态环境中起到不同的作用。
一、植物和细菌的基本关系植物和细菌的共生关系有很多种形式，包括根际菌群、植物内生菌、内生共生体等。
根际菌群是指生活在植物根际的一种微生物群体，在这个群体中包括了叶枯菌、氮固定菌、磷解菌等多种具有极高功能的细菌。
这些细菌能够利用植物根系分泌的一些物质，并对植物根系进行一系列的代谢调节，从而为植株提供营养和生长所必需的生物学能量。
另一方面，这些菌群也可以保护植株免受各种危害因素的侵袭，并在植物生长过程中对根系进行调节和促进。
二、植物和细菌的互惠共生植物和细菌的互惠共生是这些生物之间最为重要的共生形式之一。
这种共生关系通常是通过化学信号和信号物来完成的。
在植物生长过程中，它们分泌特定的生长因子和营养物质来吸引周围的细菌和其他微生物。
当一些特定的细菌成功寄居在植物根系中时，它们就会开始与植物互动，从而进一步加强这种共生关系。
这种互惠共生的产生主要是因为植物和细菌之间的一些互动作用。
例如，植物在进行光合作用的时候，会释放出一些生长因子和化学物质。
这些物质可能会被周围的细菌吸收，并利用其进行自身的代谢活动。
另一方面，细菌则可以通过分泌蛋白质和其他化学物质来促进植物的生长和发育。
细菌可以利用植物分泌的碳源和其他物质来生长和繁殖，同时它们还能够为植物提供一系列的营养和保护作用。
这种互惠共生关系让植物和细菌之间能够在生态环境中建立起相对稳定、可持续的相互关系。
三、植物和细菌的生态意义植物和细菌的共生关系是一种生态系统中极为重要的因素。
这种共生关系能够促进植物的生长和发育，并能够增强植物的抵抗力和适应能力。
另一方面，细菌也在这种共生关系中发挥着不可或缺的作用。
植物与微生物共生关系
植物与微生物共生关系植物与微生物之间存在着一种特殊的关系，即共生关系。
共生关系是指两个生物体相互依存，互相获得利益的关系。
植物与微生物的共生关系既可以是互利共赢的，也可以是一方得利而另一方不受影响的。
这些共生关系对于植物和微生物的生存与繁衍都起着重要的作用。
一、植物与根际微生物的共生关系植物与根际微生物之间的共生关系被称为根际共生。
在这种共生关系中，植物的根部与一些微生物形成了密切的联系，彼此相互促进。
最典型的根际共生就是植物与根瘤菌之间的关系。
根瘤菌是一类对植物具有重要促进作用的微生物。
它们通过与植物的根部结合，形成一个特殊的结构——根瘤。
在根瘤中，根瘤菌与植物之间进行着积极的物质交换。
根瘤菌能够固定大量的氮气，将其转化为植物可利用的氨态氮，供植物进行生长和发育所需。
植物则为根瘤菌提供一个适合生长的环境和有机物质。
除了根瘤菌，还有一些其他根际微生物也与植物形成共生关系。
例如，一些枯草杆菌能够分解土壤中的有害物质，对植物的生长起到促进作用；一些溶磷菌能够提供磷元素供植物吸收等。
这些根际微生物与植物之间的共生关系，有助于提高植物对养分的利用率，增强植物的抗病能力，促进植物的生长发育。
二、植物与腐生微生物的共生关系植物与腐生微生物之间也存在着共生关系，即腐生共生。
腐生微生物主要包括一些分解有机物质的真菌和细菌。
它们可以将有机物质降解为植物可利用的无机养分，并通过与植物根系的相互作用，提供养分供植物吸收。
例如，木霉是一种常见的木材分解真菌，它可以将木质纤维素降解为葡萄糖等单糖，供植物吸收和利用。
此外，一些细菌也可以将有机物质降解为植物可利用的养分，促进植物的生长和繁衍。
腐生共生关系对于植物的生长发育尤为重要。
它们可以改善土壤环境，提供植物所需的养分，并增加土壤的肥力。
同时，腐生微生物还能分解土壤中的有害物质，减少对植物的负面影响。
三、植物与共生菌根的关系共生菌根是指植物根系与真菌之间形成的一种密切的共生关系。
植物与微生物相互作用
植物与微生物相互作用植物与微生物之间的相互作用是生态系统中重要的组成部分，它们之间的互动对于植物的生长发育和环境适应起着重要的作用。
本文将从共生关系、拮抗关系和病原关系三个方面论述植物与微生物的相互作用。
一、共生关系共生关系是指植物与微生物之间相互受益的关系。
这种关系可以进一步分为两类：根瘤菌共生和菌根共生。
1. 根瘤菌共生根瘤菌共生是指一些氮固定细菌与豆科植物的根部形成共生关系。
这些氮固定细菌寄生在根瘤中，通过与植物根部细胞共生，细菌利用植物提供的有机物和产生的氧气来代谢产能，从而将大气中的氮转化为植物可以利用的形式，为植物提供了重要的氮源，促进其生长和发育。
同时，植物通过根瘤菌共生还可以获得一定数量的磷和其他微量元素，提高了其营养吸收能力。
2. 菌根共生菌根共生是指植物的根与真菌的根系统形成互利共生关系。
真菌通过与植物根系形成菌丝网状结构，增加了植物根系的表面积，提高了植物的养分吸收能力。
同时，真菌通过代谢分泌物质，促进植物生长和发育，并提供一定数量的养分供植物利用。
植物则为真菌提供碳源和其他必需物质，形成互利共生关系。
二、拮抗关系拮抗关系是指植物与微生物之间的相互竞争和对抗。
微生物通过产生抗生素、挤压植物根系等方式，抑制植物的生长和发育。
1. 抗生素拮抗一些微生物通过产生抗生素来拮抗植物的生长。
这些抗生素可以杀死或抑制植物的病原微生物，保护植物的健康。
然而，有时这些抗生素也会对植物本身产生负面影响，抑制植物的生长。
2. 根际竞争微生物在植物根际形成菌落，通过竞争植物根系与营养物质的吸收。
一些微生物通过挤压植物根系，抢夺植物的营养物质，从而抑制植物的生长。
三、病原关系病原关系是指微生物对植物造成的病害。
病原微生物通过感染植物组织，破坏植物的生理功能，导致植物的生长受限，甚至死亡。
1. 细菌性病害一些细菌通过感染植物的叶片、茎、果实等组织，引起细菌性病害，如晚疫病、黑斑病等。
这些病原细菌通过分泌毒素、侵染组织等方式破坏植物的细胞结构和功能，引发病症。
微生物与植物生长的相互作用
微生物与植物生长的相互作用微生物与植物之间存在着密切的相互作用关系，这种相互作用对植物的生长和发育起着重要的调节作用。
本文将从三个方面来讨论微生物与植物生长的相互作用，包括共生关系、病原关系和营养关系。
一、共生关系共生是指微生物与植物之间相互依赖、共同生活的关系。
共生关系包括互利共生和非常互利共生两种形式。
1. 互利共生在互利共生关系中，微生物和植物相互受益，互相促进生长。
最典型的例子是植物根系中的根瘤菌和一些豆科植物的关系。
豆科植物无法直接吸收氮气，而根瘤菌能够与植物根系中的根瘤结合形成根瘤，通过固氮酶的作用将大气中的氮气转化为可利用的氨氮，供植物吸收和利用，同时植物为根瘤菌提供所需的碳源和生长环境。
这种互利共生关系对于豆科植物的生长和发育至关重要。
2. 非常互利共生非常互利共生是指微生物和植物之间的互利共生关系程度更为紧密的一种形式。
最典型的例子是共生固氮菌和一些兰科、禾本科植物的关系。
共生固氮菌中的植物体可以进入植物根系的内部组织，通过与植物根系共同生活，固氮菌能够固定大气中的氮气并将其转化为可利用的形态，供植物吸收和利用。
同时，植物为共生固氮菌提供所需的生长环境和碳源，这种非常互利共生关系对于植物的生长和繁殖起着重要的作用。
二、病原关系病原微生物对植物生长产生不利影响，引起植物的疾病和凋落。
病原微生物主要包括细菌、真菌和病毒等。
1. 细菌细菌引起的植物病害种类繁多。
例如，黑腐病是由细菌引起的一种严重病害，它会导致蔬菜、水果等植物发生软腐或干腐。
此外，细菌性火鸡病、细菌性健康状况等也是细菌引起的重要植物病害。
2. 真菌真菌引起的植物病害也非常常见。
例如，锈病和霜霉病都是由真菌引起的，它们在农业生产中造成了严重的经济损失。
此外，一些真菌还能引起植物的癌症和腐烂等病害。
3. 病毒病毒感染植物会引起各种症状，如叶片变黄、干枯等。
其中，田间常见的病毒病主要包括花叶病毒、花叶驳斑病毒和花叶病毒等。
三、营养关系微生物与植物之间的营养关系主要表现为微生物参与植物的养分循环和植物营养吸收的过程。
植物与微生物的相互作用
目的基因表达盒
双元载体系统
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位
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点
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缺点： 操作比较麻烦、难度大 （原生质体制备、转化、再生）
Protoplast transformation of transgenic Valencia sweet orange plants with GFP by PEG-mediation
一、农杆菌介导的（Agrobacteriummediated ）转基因机理
土壤农杆菌（Agrobacterium
tumefaciens）是一种革兰氏阴性
土壤杆菌，在自然界中普遍存在， 其特点是能感染双子叶植物，并 引起植物形成肿瘤。
ห้องสมุดไป่ตู้
天然的植物遗传工程
土壤农杆菌的基因组与Ti质粒组成
原因：土壤农杆菌中Ti质粒上一段DNA（T-DNA，transfer DNA，编码生物碱和植物激素）转到了植物细胞基因组中， 引起植物细胞旺盛分裂。
1.2 利用固氮菌提高作物产量
•化学固氮
转化条件苛刻：温度高于500℃，压力大于200atm。 大量施入田间的肥料流失，最终流入海洋，导致水体严 重污染以及水中微藻及其它微生物大量繁殖。
•生物固氮
无需消耗燃料或电等能源，不造成污染，过程复杂，需 要酶（固氮酶和固氮酶的还原酶）的参与，消耗大量ATP，