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1、植物内生菌的作用研究 摘要植物内生菌近年来已成为微生物学领域探讨的热点,其潜在的可开发利用价值越来越受重视,尤其在对植物内生菌对宿主的作用关系方面已出现很多相关的胜利报道。评述了植物内生菌的作用并作出展望,以期为内生菌的进一步开发探究供应参考。 关键词植物内生菌;宿主;作用 中图分类号Q948.122.3文献标识码A文章编号 1017-5739(2022)09-0036-02 植物内生细菌指其生活史的肯定阶段生活在活体植物组织内、又不引起植物明显病害的微生物1,广泛分布于低等植物和高等植物中,常见的有假单胞菌属(Pseudomonas)、芽孢杆菌属(Bacillus)、微杆菌属(Microba
2、cterium)以及土壤杆菌属(Agrobacterium)等2。虽然内生细菌的概念自从1886年Bary提出至今已有101余年的时间,然而在这期间并没引起相应的重视,探讨进展缓慢,直到20世纪末期才受到微生物学家、植物学家和微生态学家以及作物学家的广泛关注,成为植物微生物学学科发展的一次革命,目前内生细菌的探讨已成为植物微生态学和微生物学学科交叉的新的生长点3,也是我国当前微生物探讨领域的热点4。当前植物内生菌的探讨无论从深度还是广度上都有很大进展,特殊是关于植物内生细菌的作用探讨上更是日新月异。近年来,一些探讨结果表明,内生细菌能够作为外源基因的载体,又具有促进植物生长、抗逆境、抗病害、增
3、加宿主植物的他感作用5以及对病虫害的防治作用等6。 1植物内生菌的作用 1.1促进宿主植物生长 感染内生菌的植物一般具有比未感染植株生长快速的特点,人工接种某些内生菌还能提高植物的存活率,促进发芽1。已有相关报道内生菌的这种促植物生长作用可从2方面来理解:一方面,很多内生菌可产生生长素(IAA)、细胞激烈素等植物生长激素,从黄花篙中分别到的1株内生真菌在发酵液中也能积累IAA;另一方面,内生菌可增进宿主植物对氮、磷等养分元素的汲取,禾本科农作物如水稻、甘蔗、玉米上的内生细菌具有很强的固氮实力。感染内生真菌的牧草对氮、磷的摄取实力也有所提高7。11011年Mcioy等从玉米、棉花上分别到具有促进
4、植物生长作用的内生细菌8。 1.2增加宿主植物的他感作用 他感作用(alleloparthy)的概念是德国学者H.Molisch于1937年提出的,他认为植物的他感作用就是一种植物通过向体外分泌代谢过程中的化学物质,对其他植物产生干脆或间接的影响。他感作用是造成种类成分对群落的选择性以及某种植物的出现引起另一类消退的主要缘由之一。植物内生菌增加宿主的他感作用方面的报道较少,但随着探讨的深化也出现了一些胜利的例子,有探讨称牧草内生菌产生的一种毒麦碱对邻近植物有较强的他感作用。感染内生细菌的红花车轴草(TrIfOLI-um pratense)也具有抑制玉米生长的他感作用,植物内生菌的作用使其在菌植
5、物动物环境生态系统中扮演着重要角色。已发觉在牧草中由于内生真菌的存在增加了其生存竞争实力,以至在肯定范围内感染内生菌的牧草连年扩散,使得其他植物不能生长。在木本植物中,也已发觉由于内生菌的感染,使得害虫对该植物的取食频率大为降低。Wilson和Carroll还发觉内生真菌的存在可以削减虫瘤的形成9。 1.3抗病原菌作用 病原菌对作物的危害是特别大的,以小麦为例,小麦全蚀病,又叫立枯病,为全世界植物检疫对象。目前我国云南、四川、江苏、浙江、河北、山东、内蒙古、河南等20个省(区)已有发生,一旦传入,扩散快速,不易根除。发病田轻者减产10%20%,重者减产50%以上,甚至绝收。另外,小麦叶枯病在陕
6、西、甘肃、青海、河南以及长江中、下游各冬春麦区也有不同程度发生,严峻发生时叶片黄枯,不能正常灌浆牢固,千粒重下降。小麦纹枯病的分布也很广泛,我国长江流域和黄淮平原均有发生。近年来在华北冬麦区发生严峻,重病田在小麦抽穗前后,大量病株死亡,未死的病株,灌浆不满,千粒重显著下降10。以上这些小麦的病害均由不同的病原菌引起,对我国的农业丰收造成极大地危害,传统的农药防治方法不仅效果差、成本高,而且污染环境,因此植物内生菌的抗病原菌作用就显得异样重要,已成为生防探讨的热点。很多探讨证明,健康植物体内存在的大量内生细菌是植物病害生物防治的潜在资源菌,王刚等9已在小麦作物体内分别筛选到对病原菌具有拮抗作用的
7、内生细菌,另外,从玉米中分别到的内生菌Enterobacter cloaceae,与玉米拌种,也能有效防治玉米病害1。 1.4增加宿主抗虫害的潜力 内生菌还具有增加宿主对各种其他生物如线虫、昆虫及哺乳动物的抗性,爱护宿主免受危害的潜力。孙民武等用电击穿孔法将苏云金芽孢杆菌的毒蛋白基因转入到增产菌中的野生型枯草芽孢杆菌(Bacillus subilis 90-8)、蜡状芽孢杆菌(B.brevis A-5)中,构建成稳定表达的Bt增产菌,与饲料混合后饲喂烟青虫,杀虫率可达90%以上7,假如能将这些具有抗虫害作用的内生菌胜利应用于农作抗虫害物上,对农作物的增产增收以及环境爱护都是特别有意义的。因此,
8、内生菌抗虫害的开发潜力也是巨大的。 1.5增加宿主对环境胁迫的抗性 植物内生菌增加宿主的抗逆性主要体现在增加宿主对环境胁迫的抗性以及耐受性方面,近年来此方面报道最多的就是对牧草内生菌的探讨,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强抗性。祁娟11等已从苜蓿种子中筛选出具有分泌酸、抗盐、凹凸温耐受实力的内生根瘤菌,并且对分别出的内生菌进行评价,对干旱半干旱地区的盐碱化土壤的改良以及畜牧业的发展有着极其重要的意义。 2结语 目前有关植物内生细菌的探讨主要涉及两方面的内容:一是生态学探讨。内生细菌是植物微生态系统中的正常群落;二是植物病理学探讨。内生细菌是否属于植物病害感染源。两者各有侧重
9、12,通常探讨植物内生细菌的方法是采纳微生物生态学和植物病理学的方法。近年来,对植物内生细菌的探讨又出现了2个新的发展态势: 非培育(culture-independent)方法应用于植物内生细菌的探讨和植物内生细菌与宿主的相互作用显现出肯定的“和谐联合”关系13。笔者认为,无论如何开发植物内生菌为人类所用,首要问题还是要弄清内生菌对宿主所起的作用以及作用机理。 虽然关于植物内生菌的探讨较多,但胜利应用于生产实践的例子很少,姜怡等1认为从内生菌开发生物活性物质是目前探讨的主流,临床上治疗肿瘤的良好药物紫杉醇的探讨就是一个很好的例子,已有相关探讨人员从一些内生真菌中分别出了一系列的抗肿瘤活性物质
10、;而王刚等9从小麦中分别到的对小麦病菌具有拮抗作用的内生菌,对小麦病害的防治探讨有着重要的意义。总之,植物内生菌的探讨开发无论对医学应用,还是农业发展以及环境爱护都具有不行估量的价值,对植物内生细菌的进一步深化探讨势在必行。 3参考文献 1 姜怡,杨颖,陈华红,等.植物内生细菌资源J.微生物学通报,2022, 32(6):146-147. 2 GRIMAULT V,PRIOR P.Invasiveness of Pseudomonas solanacearum in tomato eggplant and pepper:a comparative studyJ. Eur J Plant Pat
11、hol,11014(101):259-267. 3 孔庆科,丁爱云.内生细菌作为生防因子的探讨进展J.山东农业高校学报:自然科学版,2001,32(2):256-260. 4 赫荣乔.植物内生细菌成为我国当前微生物探讨领域的热点J.微生物学通报,2022,36(1):1. 5 邹文欣,谭仁祥.植物内生菌探讨新进展J.植物学报,2001,43(9):881-892. 6 何红,蔡学清,洪永聪,等.辣椒内生细菌的分别及拮抗菌的筛选J.中国生物防治,2002,18(4):173-175. 7 刘云霞.植物内生细菌的探讨与应用J.植物爱护,11014(5):30-32. 8 杨海莲,孙晓璐,宋未.植物
12、内生细菌的探讨J.微生物学通报,19101, 25(4):224-227. 9 王刚,李志强.小麦内生细菌的分别及其对小麦纹枯菌的拮抗作用J.微生物学通报,2022,32(2):20-24. 10 徐雍皋,徐敬友.农业植物病理学M.南京:江苏科技出版社,11016:32-135. 11 祁娟,师尚礼.苜蓿种子内生根瘤菌抗逆实力评价与筛选J.草地学报,2022(2):39-43. 12 COPLIN,D L,COOK D.Molecular genetics of extracellular polysac-charide bacteriaJ.Mol.Plant Microbe Interact,11010(3):273-279. 13 韩继刚,宋未.植物内生细菌探讨进展及其应用潜力J.自然科学进展,2004,14(4):374-379. 第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页