土壤微生物研究进展
土壤微生物研究进展

哈尔滨师范大学学年论文题目植物与微生物关系研究进展学生李春葳指导教师王全伟副教授年级 2009级专业生物科学系别生物科学系学院生命科学与技术学院哈尔滨师范大学2012年5月论文提要植物与其生长环境中的微生物关系密切,两者形成了植物—微生物共生体系统。
植物影响着其周围及体内的微生物的群落结构,这些微生物又通过其生命活动影响植物的生长发育。
了解与认识植物与微生物的相互作用对于农业生产具有重要意义。
本文就植物类型及植物根系分泌物对微生物群落结构及多样性的影响,植物根际微生物、叶围微生物和内生菌(包括内生真菌、内生细菌以及内生放线菌)对植物生长发育的影响等进行综述,并就其将来的研究方向做了展望。
植物与微生物关系研究进展李春葳摘要:植物与其生长环境中的微生物关系密切,两者形成了植物—微生物共生体系统。
植物影响着其周围及体内的微生物的群落结构,这些微生物又通过其生命活动影响植物的生长发育。
了解与认识植物与微生物的相互作用对于农业生产具有重要意义。
本文就植物类型及植物根系分泌物对微生物群落及其多样性的影响,植物根际微生物、叶围微生物和内生菌(包括内生真菌、内生细菌以及内生放线菌)对植物生长发育的影响等进行综述,并就其将来的研究方向做了展望。
关键词:植物植物根际微生物内生菌叶围微生物植物与微生物的相互作用主要包括植物与根际微生物的互作、植物与叶围微生物的互作、植物与内生菌的互作及植物对微生物多样性的影响等。
植物与周围环境生物的相互作用在自然界中普遍存在,其中以植物与微生物的互作为重要形式之一。
本文就植物类型及植物根系分泌物对微生物群落及其多样性的影响,植物根际微生物、叶围微生物和内生菌(包括内生真菌、内生细菌以及内生放线菌)对植物生长发育的影响等进行综述,并就其将来的研究方向做了展望。
1植物根际有益微生生物与植物的关系植物根际有益微生物主要指对植物生长和健康具有促进作用的土壤微生物。
这些微生物可以通过一些途径,促进植物定植、生长和发育[1、2]。
微生物在生态系统中的重要作用及研究进展

微生物在生态系统中的重要作用及研究进展微生物一直是生态学中重要的研究领域之一。
从最初对微生物数量的测量,到对微生物功能和交互作用的探索,微生物实际上是地球上生态系统中最重要的环节之一。
本文主要讨论微生物在生态系统中的重要作用,以及微生物学研究的一些进展。
1. 微生物在土壤中的作用土壤是一个复杂的生态系统,对于植物和动物都至关重要。
微生物在土壤中的作用是多方面的。
它们在分解有机物方面起着至关重要的作用,并且可以将一些矿物质转化成植物可以利用的形式。
微生物如土壤细菌和真菌等还能对土壤的物理和化学性质进行调节,以及对环境中的有毒化学物质进行降解。
微生物代谢产物,如一些氨基酸和维生素,能够提供植物生长所需的重要营养素。
更为重要的是,某些微生物,如根瘤菌,能与植物根系形成共生关系。
这种互惠互利的关系可以使植物呈现更加优异的生长特性。
例如根瘤菌能够将氮分子转换成氨,此过程中有助于植物吸收更多的氮。
总之,微生物在土壤中扮演着复杂而至关重要的角色,对于整个生态系统的稳定和可持续性发展起到了关键作用。
2. 微生物在水体中的作用水生生态系统是由多种微生物构成的生态系统。
这些微生物包括藻类、细菌和浮游动物等。
它们在水体中起到了重要的生态功能,如控制碳、氮和硅循环,分解和转化有机物质等等。
此外,水中微生物还能通过透过水环境传递食物链上层级实现生态平衡。
在水生生态系统中,微生物的种类和数量与水体的质量密切相关。
缺乏或过多的微生物数量都会导致生态平衡的破裂。
3. 微生物在人体中的作用最新研究表明,人体与微生物的关系十分复杂。
不仅仅是人体内部细菌对健康产生影响,微生物与我们的皮肤、口腔和肠道等外部系统都有深刻的相互作用。
人们已经越来越意识到肠道的健康是整体健康的关键因素,而微生物在这一领域扮演着重要的角色。
肠道内的微生物可以帮助我们消化食物,并产生必要的营养。
同时,肠道中的某些微生物还能影响心理健康和免疫系统的稳定性。
更广泛地看,人体上所有部位的微生物都有可能对人类的健康产生影响。
盐湖地区土壤微生物多样性与功能研究进展

盐湖地区土壤微生物多样性与功能研究进展盐湖地区土壤微生物多样性与功能研究进展土壤微生物是地球生物圈中重要的组成部分,对于土壤生态系统的功能发挥具有重要的作用。
在盐湖地区,土壤中存在着特殊的生态环境和极端的气候条件,这对土壤微生物的多样性和功能产生了一定的影响。
随着生物技术的快速发展,对盐湖地区土壤微生物多样性及其功能的研究也取得了一系列进展。
盐湖地区的土壤微生物多样性受到多种因素的影响,其中盐分和水分是最主要的两个因素。
盐湖地区土壤中的盐分浓度较高,这导致土壤中的微生物群落结构与一般土壤有所不同。
研究发现,盐湖地区土壤中的嗜盐微生物(halophiles)占据了主导地位。
嗜盐微生物能够适应高盐浓度环境,其菌群组成和功能特性与常规土壤微生物存在差异。
此外,盐湖地区的土壤常常存在水分亏缺的情况,这对土壤微生物的生存和繁殖也带来了一定的挑战。
某些微生物通过分泌特殊的生物胶物质(如胞外多糖)来保持细胞在干旱条件下的稳定性,并在水分恢复后重新激活生命活动。
盐湖地区土壤微生物的功能研究表明,它们参与了多种重要的土壤生态过程和功能。
首先,土壤微生物是土壤有机质的分解者和转化者,能够分解复杂的有机物质为可利用的养分,为植物提供养分来源。
嗜盐微生物在高盐环境中也能够分解有机物,维持土壤生态系统的健康。
其次,土壤微生物参与了土壤固氮过程,一些嗜盐微生物具有固氮功能,能够将空气中的氮转化为植物可利用的形式。
此外,土壤微生物还参与了土壤中的硫、磷等元素的循环过程,对土壤中的元素转化和循环有着重要的影响。
近年来,通过高通量测序技术的快速发展,对盐湖地区土壤微生物多样性和功能的研究取得了一系列的进展。
通过对土壤样品中的16S rRNA基因和功能基因的测序,可以了解到盐湖地区土壤微生物的群落组成、结构及其功能潜力。
同时,还可以探索土壤微生物群落的变化规律和驱动因素,为盐湖地区土壤生态系统的保护和可持续利用提供科学依据。
总结起来,盐湖地区的土壤微生物多样性受到盐分和水分的影响,其中嗜盐微生物占据了主导地位。
土壤微生物影响因子研究进展

土壤微生物影响因子研究进展土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分,对土壤中的养分转化、有机质降解、植物生长等过程具有重要影响。
土壤微生物的影响因子研究是土壤科学领域的热点问题之一。
本文将介绍土壤微生物影响因子的研究进展,包括影响因子的类型、影响因子的作用机制以及研究现状和展望等内容。
一、影响因子的类型土壤微生物的影响因子主要包括生物因子、化学因子和物理因子三大类。
生物因子包括微生物种类、数量和活性等;化学因子包括土壤中有机质、无机养分、酸碱度等化学性质;物理因子包括土壤质地、温度、湿度等物理性质。
这些影响因子相互作用,共同影响土壤微生物的分布、组成和功能。
二、影响因子的作用机制1. 生物因子:土壤微生物的种类、数量和活性对土壤生态系统的功能具有重要影响。
不同的微生物种类在土壤中具有不同的生态功能,如氮素固定、有机物降解、矿物质转化等。
而微生物的数量和活性则决定了土壤养分转化速率、有机质降解速率等土壤生物化学过程的速度和效率。
2. 化学因子:土壤中的化学性质对土壤微生物的分布和活性具有重要影响。
有机质和无机养分是土壤微生物生长和代谢的重要营养物质,它们的丰度和形态直接影响土壤微生物的数量和活性。
土壤酸碱度对土壤微生物的生长环境和代谢活性也具有重要影响,酸性土壤通常不利于微生物的生长和活性。
三、研究现状和展望目前,对土壤微生物影响因子的研究已经取得了一些进展,但仍然存在一些问题需要进一步研究。
现有的研究多集中在单一影响因子的作用机制研究,缺乏多因子综合作用的研究。
对生物因子的研究多集中在微生物种类和数量,对微生物活性的研究相对不足。
在研究方法上,需要加强土壤微生物样品的采集与分析技术,以更准确地描述土壤微生物的影响因子。
未来的研究可以从以下几个方面展开:加强对土壤微生物影响因子的综合研究,了解不同影响因子之间的相互作用和共同作用机制;加强对土壤微生物活性的研究,以揭示不同土壤微生物对土壤功能的影响;加强土壤微生物样品采集和分析技术的研发,提高土壤微生物研究的准确性和可靠性。
土壤微生物组学研究进展

土壤微生物组学研究进展第一章:引言近年来,土壤微生物组学的研究备受关注。
微生物是土壤中极其重要的组成部分,对维持土壤生态系统的稳定和功能至关重要。
而微生物组学的研究可以帮助我们深入了解微生物的多样性和功能,为提高土壤肥力和生产力提供基础。
第二章:土壤微生物组学的定义土壤微生物组学是研究土壤中微生物群落结构、功能和互作的科学。
该领域主要使用分子生物学和生物信息学等技术手段,对土壤微生物的多样性、组成、种类和功能进行分析和描述。
土壤微生物组学的发展推动了土壤生态学、土壤肥力和施肥技术等领域的发展。
第三章:土壤微生物组成和多样性土壤微生物包括细菌、真菌、放线菌、原生动物和病毒等多种生物。
他们在土壤中扮演着不同的角色,如细菌和真菌分解有机质,放线菌可以降解油类污染物,原生动物可以控制土壤中的微生物数量。
土壤微生物的多样性也影响着土壤生态系统的稳定性。
第四章:土壤微生物功能和生态作用土壤微生物在土壤生态系统中发挥着重要的作用。
他们可以参与土壤有机质的分解、养分的转化和吸附、土壤氮循环和吸收等重要过程。
一些微生物还可以防止病原体的入侵和控制土壤中的害虫数量。
因此,了解土壤微生物的功能和生态作用可以帮助人们更好地管理土壤生态系统,提高土壤质量和产量。
第五章:土壤微生物组学的研究方法现代分子生物学和生物信息学的发展推动了土壤微生物组学的研究。
土壤微生物组学的研究方法包括PCR扩增、高通量测序、荧光原位杂交等技术。
这些技术可以帮助研究人员更好地了解土壤微生物的多样性和功能。
第六章:应用前景土壤微生物组学的研究为改善土壤生态系统的管理和提高农业生产力提供了基础。
如何合理利用土壤中微生物的功能,从而提高土壤肥力和产量是土壤微生物组学未来的发展方向。
此外,土壤微生物组学的研究还可以应用于环境污染治理和生物技术领域。
第七章:结论土壤微生物组学作为一门新兴的学科,为人们更好地了解土壤微生物的多样性和功能提供了重要的机会。
通过对土壤微生物的深入研究,可以更好地管理土壤生态系统,实现可持续发展的目标。
土壤微生物群落的组成和功能研究

土壤微生物群落的组成和功能研究在大自然中,土壤微生物是一种十分丰富和多样化的生物,它们扮演着重要的生态功能。
土壤微生物生活在一个复杂的环境中,它们的组成和功能受到多种因素的影响,如气温、湿度、水分、营养物质、土壤pH值等,但它们的调节作用对土壤的生态系统、物质循环和生态稳定性具有重要的意义,对于农业发展和土地利用方式的改进也有积极的作用。
一、土壤微生物群落组成的特征土壤中的微生物群落主要由细菌、真菌、放线菌、原生动物和微生物病毒等组成,其中真菌是群落的主要成分之一。
实际上,土壤中的微生物具有广泛的分类,它们具有高度多样性和复杂性。
由于土壤是由非常大的微粒组成的,其中所含的孔隙和空气对于微生物的生存和繁殖非常重要。
此外,土壤中的微生物群落受到不同程度的物理和化学因素的影响。
因此,在不同的环境条件下,土壤微生物组成的特征会发生很大的变化。
二、土壤微生物群落的生态功能1. 利于土壤物质循环土壤微生物群落的生态功能与土壤物质循环密切相关,它们可以分解和转化有机和无机物质,以维持土壤中物质循环的稳定性。
微生物的分解作用可以将有机物质分解成一氧化碳和二氧化碳等物质,经过带电的微生物在土壤中进行吸附作用,而无机物质的转化则是通过细菌和真菌等有机体来完成的。
2. 影响农业生产土壤中的微生物通过其的生态功能对农业生产发挥着作用。
例如,在固氮的过程中,土壤中微生物能够将大气中的氮转化为作物所需的氮肥,为农业生产提供了重要的便利。
此外,土壤微生物还能够合成植物生长所需的细胞因子,促进作物生长发育。
3. 在生态系统中发挥调节作用土壤微生物群落的组成和功能对土壤的生态系统和稳定性起着重要的调节作用,特别是在土壤污染和废弃荒地恢复等方面。
研究表明,经过腐殖化作用后,土壤中的微生物可以分解和转化有机污染物为有益物质,从而促进土壤的生态系统的稳定性,并且可以通过调节土壤酸碱度的影响,改变土壤的属性,促进生态系统的发展。
三、土壤微生物群落的研究进展近年来,随着微生物检测技术的不断发展,人们对土壤微生物群落的研究也越来越广泛和深入。
土壤微生物组学研究的最新进展

土壤微生物组学研究的最新进展近年来,土壤微生物组学研究逐渐成为热门话题,受到了广泛的关注。
随着高通量测序技术及生物信息学工具的不断发展,利用微生物组学方法研究土壤微生物群落结构和功能的研究也得到了迅速发展。
本文将从土壤微生物组的特点、测序方法、微生物群落变化等方面,介绍土壤微生物组学研究的最新进展。
一、土壤微生物组的特点土壤微生物组的特点决定了它与其他微生物组有所不同。
首先,土壤样品中的微生物数量十分庞大,并且不同种类的微生物数量有明显的差异。
其次,土壤微生物具有十分丰富的多样性,可能包括细菌、真菌、古细菌、放线菌、病毒等不同类型的微生物。
此外,土壤微生物群落还与环境因子密切相关,因此,种类、数量和功能都受到了环境因素的影响。
二、测序方法目前,利用高通量测序技术,可以快速、准确地分析土壤微生物组。
其中,16S rRNA、ITS等标记基因序列是微生物组学研究中最为常用的分析方法。
通过对微生物标记基因序列进行扩增、测序和分析,可以了解土壤微生物群落结构和功能。
另外,整合元组组学和微生物组学是当前在土壤微生物组学研究领域中新兴的研究方向。
元组组学结合微生物组学,不仅可以分析土壤微生物群落的结构和功能,更具有寻找微生物基因组中的有用基因的潜力。
这种整合方法不仅可以发掘更多的微生物类型和基因资源,还可以促进对不同环境下的微生物代谢通路及其功能的深入研究。
三、微生物群落变化土壤微生物群落因为环境、时间等多种原因会发生变化。
例如,地球温暖化、人类活动等都会对微生物群落和土壤环境产生不同程度的影响。
同时,微生物在逆境下也能够自适应,并发展出特有的生长模式和代谢通路。
因此,对微生物群落的研究有助于理解生态系统的演变,发现一些微生物抗逆机制,探索生物信息学与生态学之间的交叉应用。
近年来,越来越多的研究表明,土壤微生物组学研究可以帮助我们理解微生物群落的变化,促进调控环境的目的。
例如,通过通过土壤改良、外源物添加、农业药物、循环农业、绿色农业等丰富的农业实践,可以提高微生物活性和多样性,以期最大程度地发挥微生物功能。
草地土壤非共生固氮微生物研究进展

草地土壤非共生固氮微生物研究进展1. 非共生固氮微生物的研究进展非共生固氮微生物是指那些能够独立进行固氮作用的微生物,它们通过将空气中的氮气转化为植物可吸收的形式来满足植物的氮素需求。
随着对土壤生态系统的认识不断深入,非共生固氮微生物的研究也取得了显著的进展。
科学家们通过对非共生固氮微生物的基因组测序和比较分析,揭示了这些微生物在固氮过程中所发挥的关键作用。
研究发现某些细菌能够利用特殊的酶类将大气中的氨气转化为亚硝酸盐,再通过与根瘤菌的互作,将亚硝酸盐转化为植物可吸收的硝酸盐。
还有一些细菌能够利用特殊的光合色素参与固氮过程,从而提高土壤中氮素的生物利用率。
研究人员还发现了一些新型的非共生固氮微生物,这些微生物具有独特的固氮机制和生长特性,为农业生产提供了新的潜在资源。
有研究表明一种名为“铁锈杆菌”的细菌能够通过与豆科植物根瘤菌的共生关系实现固氮作用,同时还能产生具有抗菌活性的物质,对植物病害具有一定的防治效果。
非共生固氮微生物在土壤肥力提升方面也发挥着重要作用,适当增加土壤中的非共生固氮微生物数量可以提高土壤中氮素的生物可利用性,从而促进植物生长。
这些微生物还能分解有机残渣、降解污染物、改善土壤结构等,有助于提高土壤质量。
非共生固氮微生物在土壤生态系统中具有重要的功能和价值,随着对这些微生物的研究不断深入,相信未来会有更多的新发现和应用前景。
1.1 非共生固氮微生物的定义和分类非共生固氮微生物是指那些能够独立进行固氮作用,即利用无机氮源(如氨、亚硝酸盐等)合成有机氮化合物,从而为植物提供营养的微生物。
这些微生物在生态系统中具有重要作用,因为它们可以增加土壤中的氮含量,促进植物生长,维持生态平衡。
非共生固氮微生物可以根据其固氮作用的类型和途径进行分类。
根据固氮作用类型,非共生固氮微生物可以分为两类:一类是自由固氮菌,它们能够直接将无机氮转化为有机氮;另一类是固氨菌,它们通过与特定的细菌形成共生关系,共同完成固氮过程。
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哈尔滨师范大学学年论文题目植物与微生物关系研究进展学生李春葳指导教师王全伟副教授年级 2009级专业生物科学系别生物科学系学院生命科学与技术学院哈尔滨师范大学2012年5月论文提要植物与其生长环境中的微生物关系密切,两者形成了植物—微生物共生体系统。
植物影响着其周围及体内的微生物的群落结构,这些微生物又通过其生命活动影响植物的生长发育。
了解与认识植物与微生物的相互作用对于农业生产具有重要意义。
本文就植物类型及植物根系分泌物对微生物群落结构及多样性的影响,植物根际微生物、叶围微生物和内生菌(包括内生真菌、内生细菌以及内生放线菌)对植物生长发育的影响等进行综述,并就其将来的研究方向做了展望。
植物与微生物关系研究进展李春葳摘要:植物与其生长环境中的微生物关系密切,两者形成了植物—微生物共生体系统。
植物影响着其周围及体内的微生物的群落结构,这些微生物又通过其生命活动影响植物的生长发育。
了解与认识植物与微生物的相互作用对于农业生产具有重要意义。
本文就植物类型及植物根系分泌物对微生物群落及其多样性的影响,植物根际微生物、叶围微生物和内生菌(包括内生真菌、内生细菌以及内生放线菌)对植物生长发育的影响等进行综述,并就其将来的研究方向做了展望。
关键词:植物植物根际微生物内生菌叶围微生物植物与微生物的相互作用主要包括植物与根际微生物的互作、植物与叶围微生物的互作、植物与内生菌的互作及植物对微生物多样性的影响等。
植物与周围环境生物的相互作用在自然界中普遍存在,其中以植物与微生物的互作为重要形式之一。
本文就植物类型及植物根系分泌物对微生物群落及其多样性的影响,植物根际微生物、叶围微生物和内生菌(包括内生真菌、内生细菌以及内生放线菌)对植物生长发育的影响等进行综述,并就其将来的研究方向做了展望。
1植物根际有益微生生物与植物的关系植物根际有益微生物主要指对植物生长和健康具有促进作用的土壤微生物。
这些微生物可以通过一些途径,促进植物定植、生长和发育[1、2]。
根据根际有益微生物主要作用可以将其分为植物根际促生微生物PGPM(plant growth promoting micribiology)和生防微生物BCA(biological control agents)2大类。
1.1植物促生微生物植物促生微生物主要包括根瘤菌(Rhizobium)、菌根菌等。
固氮微生物(自生固氮菌、联合固氮菌和共生固氮菌)可以通过固定大气中的N从而增加植物对氮素的吸收。
WuF2B发现,苗期海岛棉(Gossypium barbadense)接种自生固氮菌(Azotobacter sp.)、巴西固氮螺菌(Azospirillum brasilense)、多糖芽孢杆菌(Bacillus polymyxa)和根瘤菌后,其功能叶中氮、磷、叶绿素含量以及生物学产量均明显提高[3]。
尽管固氮微生物在非豆科植物以外的其他植物根际所占比例很小(1%),但对某些植物来说其根际固氮微生物所固定的氮素对其生长来说仍是重要氮源[1]。
有些植物根际促生微生物(主要是菌根真菌)可以通过影响植物根系形态及生理特征,如增加植物根系吸收面积、改变植物根系通透性从而影响植物对N、P、K的吸收[4]。
陈洁敏等[5]研究表明,分别接种3种AMF(泡囊丛枝菌根真菌)的玉米(Zeamays)对氮和磷的吸收比未接种的玉米增加了41.14%~78.29%。
一些植物根际促生微生物可以通过产生有机酸或酶一类的代谢产物作用于土壤中以螯合形式存在的营养元素,从而使其活化,特别是许多AM真菌对P直接进行活化,从而增加了土壤中植物可利用的P。
也有研究表明,菌根可以增加植物对水分的吸收,从而提高植物的抗旱能力。
1.2生物防治微生物根际生防微生物指通过产生一些抗菌物质抑制病原菌在植物根际定殖和发展,同时也能够诱导植物系统对病原菌和外界不良条件产生一定抗性,从而间接促进植物生长的一类根际微生物,研究比较多的是Trichodermaspp.和pseudomonasspp.。
在自然界中,植物、病原物、根际生防微生物和环境之间的关系极其复杂[6]。
只有生防微生物定殖菌数达到有效水平,才能在植物根际同病原菌竞争营养,产生抗菌物质,防止病原菌对植物的侵害[7]。
目前,国外已有大量的生防微生物被商品化,而国内对该领域的研究相对比较落后。
因此,继续从土壤和植物根际筛选生防微生物,并通过生物工程、细胞工程等手段进行改良从而获得高效生防微生物,并将其商品化是我国学者在该领域仍需深入研究的关键问题。
2 叶围细菌与植物的关系2.1叶围细菌在叶片表面的吸附细菌以“联合”或者“粘附”方式附生在植物表面。
“联合”方式是不稳固的、可逆的、非特异性的附着,与植物之间主要是进行电子交换。
大量研究表明,Ca2+参与了植物—微生物互作的信号传递。
“粘附”方式是借助于毛缘、纤维素的纤维丝以及细胞外多糖等特殊的附属结构来维持的,是比较稳固的、不可逆的[8、9]。
TF Preece 和WC Wrong(1981)对腐生细菌和病原细菌在寄主和非寄主植物表面的吸附情况进行了研究,证明病原细菌在寄主表面吸附具有特异性,在寄主植物叶片上吸附的比例(52%~92%) 比在非寄主植物上的比例高(11%~30%) 。
细菌细胞在叶表面的非特异性吸附则被认为与细菌胞外多糖的黏附特性有关[10]。
吸附在植物表面的病原菌并不一定表现出致病性。
P. syringae 菌株Cit7 和TL P2 能直接从健康的柠檬和马铃薯叶面上分离得到,并长期存活和形成大量种群。
丁香假单孢菌可在多种不同的寄主表面存在。
大豆假单胞菌P.sy2ringae. pv. glycinea 在大豆叶片表面也存在一个附生阶段,为其随后侵染真叶提供了很好的接种体来源;软腐欧文氏菌也可在寄主和非寄主植物叶面上附生一段较长的时间[11]。
2.2 叶围细菌与致病菌的关系自然条件下,植物病原细菌和非病原细菌广泛存在于植物地上部分的(包括叶、茎、花、果实等)表面或周围的环境中,一些细菌或者已完全适应叶围环境的一些菌株都能很容易的在其周围环境的土壤或者根围中找到。
试验表明,虽然一些细菌不是叶围的典型种类,但经常能在叶表面上发现[12]。
腐生性叶围微生物与致病性病原菌在叶围环境中存在着营养竞争。
尽管还没有直接的证据,但仍然可以相信,很多腐生性微生物对病原菌能产生拮抗作用。
通过对杨树易感和抗性无性系的微生物区系的研究发现,抗性品系的外分泌物能刺激微生物的生长,从而对病原菌产生拮抗。
2.3 叶围细菌与植物病害的关系叶围细菌与植物病害存在着定性和定量关系。
病害的发生与叶围细菌群体水平有关。
龙葵叶片的冻害程度与叶面微生物多少及季节有很大的关系,冬季叶片的冻害较严重,且冻斑直径较大。
叶片发生病害的概率随着叶片上细菌数量的增加而增加。
研究表明,火疫病表现症状前12~14d ,E.amylovora 群体水平平均达到(105 ~106 ) CFU/花时,每株梨树的发病率通常大于1次侵染。
在病原菌群体水平低于103 CFU/花时,见不到病害或只有极少数病害发生。
在调查食荚褐斑病时发现,流行病只发生在叶片上附生的丁香假单胞菌量超过104 CFU/ g(鲜叶)的田块中。
2.4 叶围细菌与植物冻害植物叶围的一些细菌具冰核活性( INA+ )。
这些冰核活性细菌可以作为冰核催化—10℃以上过冷却水迅速结冰,从而导致植物的冻害,使病原菌进入损伤组织并在其中繁殖。
INA+菌株是导致很多植物冻害的主要原因。
如杨树冰核活性细菌是导致杨树溃疡病的主要因素。
在我国东北地区,杨树上普遍存在着冰核活性细菌,并造成杨树大量发生细菌性溃疡病。
然而在另一种情况下, INA +细菌的存在并不重要,如在美国的东南部,春天的苹果和梨表面都能检测到细菌INA+ 的存在,但他们不引起冻害。
INA+的重要种类有:成团泛氏Pantoeaaggtomerans 、菠萝泛氏菌P.ananas 、大黄欧文氏菌E. rhapontici 、噬夏孢欧文氏菌E. uredovara 和丁香假单胞菌[13-16]。
3 内生菌与植物的关系一般将内生真菌分为两个类群,即禾草内生真菌(grass endophytes or balansiaceous endophytes)和非禾草内生真菌(non—grass endophytes)。
内生真菌赋予植物优良生长性状的特点与菌根真菌类似,如促进植物营养生长、光合作用增强、增加生物量(产量)并提高在逆境中的生存能力。
3.1 内生真菌能促进植物生长感染内生菌的植物具有比未感染植株生长快速的特点。
内生菌促进植物生长的机制是多方面的,内生菌可通过生物固氮作用、合成铁载体协助宿主植物从土壤中吸收铁离子、合成或促进植物合成多种植物生长激素、促进宿主根系生长和对多种无机离子的吸收以及合成某些小分子物质或者酶( 氨基环丙烷羧酸酶) 、提高寄主植物对霜冻等有害环境条件及有害病原生物的敏感性等方面来促进植物。
3.2 内生真菌能增强植物抗性感染内生菌的牧草对环境胁迫如干旱以及铝的毒害等具有更强抗性。
内生菌还可增强宿主对各种其他生物如病原细菌和真菌、线虫、昆虫及哺乳动物的抗性,保护宿主免受危害。
何红等从辣椒中分离108 株内生细菌,28.7% 的菌株对香蕉枯萎菌和黄瓜枯萎菌有拮抗作用,其中一株内生枯草芽孢杆菌( Bacillus subtilis) ,对植物炭疽病菌和番茄青枯病菌等多种植物病原真菌和细菌有强烈的抑制作用[17、18]。
袁军等[19]从马铃薯块茎中分离到133 株内生细菌,有40 株对环腐病菌有拮抗作用,占总菌株的30%。
有研究表明,豆科植物的根际细菌与VA 菌根相互作用,促进VA 菌根菌孢子的提前萌发,进入植物参与植物的养分运输,帮助植物吸收营养,提高光合作用,从而提高植物抗干旱、盐碱等胁迫的能力、增强抗病能力[20]; 其次内生菌还可以通过与病原微生物竞争生态位和诱导植物产生系统抗性( ISR)[21]来增强植物的抗性。
3.3 内生真菌对植物病虫害的防治内生微生物对植物病菌病害具有防治作用的例子很多。
王万能等从烟草根、茎和叶中筛选到的1 株内生细菌,对小麦纹枯病病菌、棉花立枯病病菌、烟草灰霉病病菌、烟草炭疽病病菌、棉花枯萎病病菌和烟草疫霉菌等有抑制作用,在温室栽培试验中,对烟草疫霉菌引起的烟草黑胫病有较高的防效,其防效达69.23%[22]。
Coombs 研究小组从小麦根部分离的60 多株放线菌筛选到防治小麦全蚀病的菌株,在温室试验中可使小麦全蚀病的危害降低70%[23]。
研究表明,荧光假单胞菌89B-61、孢囊假单胞菌N884、黏质沙雷氏菌90-13和枯草芽孢杆菌的代谢产物能够防治南方根结线虫[24]。