植物内生菌的研究进展

植物内生菌是存在于植物内部与植物密不可分的一类微生物,包括内生真菌和内生细菌两大类。随着研究的不断深入,发现内生菌不仅产生多种有益的生物学作用,如防病、促生、固氮等,还能对寄主植物的生长发育产生不利影响。近年来,植物内生菌已成为我国微生物学领域研究的热点问题之一。本文综述了植物内生真菌和内生细菌的研究概况,以期更好地研究和了解植物内生菌。     

植物内生细菌对植物健康的作用

植物内生菌是一个多样性十分丰富的微生物类群,存在于没有外在感染症状的健康植物组织内,并与宿主植物协同进化.随着研究领域的不断拓宽和研究方法的不断更新,植物内生菌与植物健康的关系以及应用逐渐成为研究热点.本文主要综述了内生细菌的多样性、进入植物组织内的机制以及内生细菌的主要功能及应用,提出了现阶段内生菌研究存在的问题,并展望了内生菌研究的前景.     

植物内生菌及其开发应用研究进展

内生菌是一类新的微生物资源,能够产生多种生物活性物质,具有重大的研究价值,开发前景广阔。本文介绍了植物内生菌的概念和分布,并阐述了植物内生菌在国内外医药、农业领域的开发应用研究现状,旨在为进一步研究植物内生菌提供新的思路。     

植物内生菌研究及其科学意义

植物内生菌是近三十年来在国内外迅速受到关注的微生物类群,研究的角度不同,概念也比较混乱。本文就植物内生菌研究及其科学意义进行了综述和讨论。植物内生菌在国外广受关注,始于禾本科植物内生真菌以及林木内生真菌的特殊作用。产紫杉醇的红豆杉内生真菌被报道后,植物内生菌研究在生理活性物质领域开始暴发式的增加。通过对一年生草本植物、多年生草本植物、木本植物和藤本植物各部位的内生微生物的比较和分析,总结了植物内生菌的一些共性和特殊性,指出了植物内生菌研究的一些发展趋势。本文探讨植物内生菌对地球上的微生物物种总量的贡献。提出"植物体在自然界的实际生存状态实际上是微生物和植物的状态"的观点,导出植物育种实际上是"植物和微生物的共生体的培育"的观点。还讨论了植物内生菌对生态学、生物学、微生物的进化和物种形成、内生菌/宿主的联合代谢、以及植物保护学、畜牧兽医学、林学等领域的意义和影响。本文认为,植物内生菌研究打开了微生物资源的一个新局面,将在多个领域中产生更广泛的影响。植物内生菌研究的真正意义不仅在于其生态独特性,更在于微生物在宿主体内和宿主植物的协同作用及协同作用所产生的新功能和新物质。     

植物内生菌研究进展

内生菌由于生长于植物体内且不引起植物病害所以不易被发现,它是一类具有高实用价值的植物内生微生物。经过人们的不断研究,越来越多的植物内生菌被发现,其活性代谢产物的优势也得到了更多研究者的认可。综述了国内外有关植物内生菌研究的主要成果和进展,并从植物内生菌的发现、研究历史、多样性、生理生化特性以及植物内生菌与宿主植物间的作用关系等多个层次进行了概述,以期为植物内生菌相关研究提供参考。     

内生菌对提高植物抗盐碱性的研究进展

土壤盐碱化是制约我国农作物产量的主要因素之一。如何增强农作物的抗盐碱特性,已成为我国农业持续高效发展的重大课题。植物内生菌存在于植物内部,在增强植物抗病、抗虫、抗旱等胁迫能力方面具有一定作用。内生菌与植物共生关系对植物的显著影响这一现象引起了国内外学者的广泛关注。主要综述植物内生菌的多样性,并从植物的ROS清除系统、细胞中渗透调节物质、矿质元素吸收以及光合作用等方面来说明内生菌对植物耐盐碱能力的影响。     

植物内生菌群落组成及其功能研究进展

植物内生菌是栖居在植物组织内部、以宿主植物代谢物为营养物质的一类微生物。植物内生菌种类丰富,并通过不同的方式定殖在植物体内,与宿主植物互利共生。植物内生菌促进植物的生长发育,通过增强营养物质吸收、与病原菌竞争生态位、在代谢过程中产生抗菌物质以及诱导宿主植物产生抗性等机制,提高宿主植物的抗逆性,并且其群落的组成因生态环境、寄主植物不同部位、生长周期的不同发育阶段而显著不同。人们利用传统组织分离法、高通量测序法以及人工重组生物群落等研究方法对植物与内生菌相互作用进行了深入的研究。本文对植物内生菌群落的组成、内生菌对宿主植物影响的功能研究以及人工内生菌群的构建进行重点阐述,以期为植物内生菌的开发和利用奠定坚实基础。     

植物内生菌的功能研究进展

植物内生菌是一类种类丰富、生物学功能多样的微生物。由于它们与宿主植物长期进化,有了一些特殊的生物学功能。综述了内生菌的系列生物学功能,包括产生活性物质、固氮功能、促进植物生长、增强宿主植物抗性、他感作用、作为外源基因载体等,并总结了内生菌研究中要注意的方面。     

植物内生菌在生物防治中的应用

从植物内生菌的抗病虫机理及生防作用方面综述了植物内生菌在生物防治中的研究进展,对植物内生菌的抗病虫机理进行了探讨,并展望了植物内生菌在植物保护中的应用前景.     

植物内生菌研究新进展

虽然早在 10 0多年前人们就已发现在健康植物组织的内部也有微生物存在,这类微生物在文献中后来被称为植物内生菌（ｅｎｄｏｐｈｙｔｅ）,但由于内生菌生活在没有外在感染症状的健康植物组织内部,其存在和作用长期以来一直为人们所忽视。自 2 0世纪 30年代发现造成畜牧业重大损失的牲畜中毒是由于食用了感染内生真菌的牧草,内生菌的研究才得以广泛深入地开展起来［1］。植物内生菌几乎存在于所有目前已研究过的植物中,分布广,种类多。研究表明,感染内生菌的植物宿主往往具有生长快速、抗逆境、抗病害、抗动物危害等优势,比未感染植…     

Effect of different root endophytic fungi on plant community structure in experimental microcosms

Understanding the effects of root‐associated microbes in explaining plant community patterns represents a challenge in community ecology. Although typically overlooked, several lines of evidence point out that nonmycorrhizal, root endophytic fungi in the Ascomycota may have the potential to drive changes in plant community ecology given their ubiquitous presence, wide host ranges, and plant species‐specific fitness effects. Thus, we experimentally manipulated the presence of root endophytic fungal species in microcosms and measured its effects on plant communities. Specifically, we tested whether (1) three different root endophyte species can modify plant community structure; (2) those changes can also modified the way plant respond to different soil types; and (3) the effects are modified when all the fungi are present. As a model system, we used plant and fungal species that naturally co‐occur in a temperate grassland. Further, the soil types used in our experiment reflected a strong gradient in soil texture that has been shown to drive changes in plant and fungal community structure in the field. Results showed that each plant species responded differently to infection, resulting in distinct patterns of plant community structure depending on the identity of the fungus present. Those effects depended on the soil type. For example, large positive effects due to presence of the fungi were able to compensate for less nutrients levels in one soil type. Further, host responses when all three fungi were present were different from the ones observed in single fungal inoculations, suggesting that endophyte–endophyte interactions may be important in structuring plant communities. Overall, these results indicate that plant responses to changes in the species identity of nonmycorrhizal fungal community species and their interactions can modify plant community structure.     

植物内生细菌生物学作用研究进展

内生细菌是植物内生微生物群的主要成员 ,对寄主植物有促生、防病、固氮等多方面的有益生物学作用 ,还可以作为受体 ,将外源基因携带入植物体内 ;但是有的内生细菌对寄主植物的生长发育等也有不利的影响。由于它们生存在植物体内 ,是生物农药和生物肥料等方面的天然资源菌物 ,具有广泛的研究和应用价值     

龙南钾矿区常见蕨类植物可培养内生真菌的多样性

植物内生真菌作为一类特殊的微生物资源,与宿主在长期的生态系统演化过程中形成了互惠共生关系,通过多样化途径来增强植物体的营养生理和抗性机能,对宿主植物产生多种有益生物学作用,在植物演替过程中具有重要的生态学意义。这种特殊微生物资源近年来倍受关注,而利用植物-真菌共生体强化植物在矿区逆境中生长,提高矿区生物修复效率是一个新的研究热点。为探明钾矿区不同蕨类植物内生真菌的物种多样性、群落组成以及生态分布规律,该研究以芒萁、狗脊、禾秆蹄盖蕨、海金沙、华中铁角蕨、井栏边草和乌蕨等植物为材料,采用组织分离、形态学鉴定等方法,对其内生真菌多样性进行分析。结果表明:从7种植物中共分离获得377株内生真菌,总分离率在2.50%~4.52%之间。经鉴定377个菌株隶属于链格孢属、曲霉属、枝孢菌属和轮枝孢属等25个分类单元,其中链格孢属、曲霉属、枝孢菌属和轮枝孢属等在所有被调查蕨类植物中都有分布,为优势属,共计为185株,占总株数的49.07%,但它们在每种植物的分布存在明显差异;7种蕨类植物内生真菌总定植率为叶高于根状茎(P0.05),多样性指数在0.502~0.867之间,但每种植物及其不同组织部位的内生真菌定植率和多样性指数存在一定的差异;从相似性分析来看,同一个钾矿区不同蕨类植物内生真菌菌群之间的相似性程度较低,相似性系数在0.189~0.587之间。该研究结果不仅丰富了植物内生真菌种质资源,而且为进一步开展植物内生真菌强化宿主植物在钾矿区生长适应机制的研究奠定了基础。     

禾草-内生真菌共生体在草地农业系统中的作用

综述了国内外近年对禾草 -内生真菌 (N eotyphodium)的研究进展。全世界现已报道 14种禾草内生真菌 ,与 2 3个属的禾草形成共生体 ,我国已在 13属 2 5种天然草地禾草中发现内生真菌 ,其中发草属 (Descampsia)、大麦属 (H ord eum)和赖草属(L eymus)以往在国际文献中未曾报道。内生真菌在禾草体内产生的生物碱 ,致使采食带菌禾草的马、牛、羊、鹿等家畜产生中毒症状 ,每年给美国、新西兰等国造成的经济损失达 6.4亿美元之多 ,对其毒理研究取得了进展。已发现我国醉马草 (Achnatheruminebrians)对家畜的毒性与内生真菌的侵染有关。内生真菌侵染增加可使禾草对 42种害虫的抗性 ,并可增加对某些线虫和病害的抗性。与不带菌禾草相比 ,带菌禾草的另一特点是抗逆性强 ,牧草产量高。国际在该领域的研究主要集中在多年生黑麦草(L olium p erenne)和高羊茅 (Festuca arundinacea)。我国的研究发现 ,带菌布顿大麦草 (H ordeum bodg anii)和圆柱披碱草(Elymus cylind ricus)的牧草产量分别增加 3 3 .3 %和 2 78.8% ,分孽数分别增加 13 6.8%和 84.5%。目前 ,国际研究的重点包括大规模开展内生真菌生物学与生态学特性的研究 ,创造不含对家畜有害毒素的有益禾草 -内生真菌共生体 ,培育带内生真菌的草坪草品种 ,培育抗毒     

内生真菌紫杉醇生物合成的研究现状与展望

紫杉醇是重要的抗癌药物之一,已经证明其对多种癌症具有显著疗效。目前,人们主要是从红豆杉的树皮中提取、分离和纯化紫杉醇,但由于红豆杉为生长缓慢、散生、濒危的珍稀植物,且随着紫杉醇临床用途的不断拓宽,市场需求的稳定增长,单纯依靠从红豆杉树皮中提取紫杉醇已经无法满足日益增长的市场需求。为了解决紫杉醇的药源不足,科学家已把目光从红豆杉树分离提取紫杉醇转向了其他替代方法,如化学全合成、半合成、组织培养与细胞培养、微生物发酵法生产紫杉醇等。因此,了解内生真菌紫杉醇生物合成的分子基础和遗传调控机制,对解析内生真菌紫杉醇生物合成机制、构建高产紫杉醇基因工程菌株和早日实现内生真菌紫杉醇工业化生产具有重要的科学意义和现实意义。结合本课题组多年来的科研工作,概述了红豆杉细胞紫杉醇生物合成途径、内生真菌发酵生产紫杉醇的优势、产紫杉醇内生菌的分离研究现状和生物多样性及紫杉醇生物合成相关基因的研究现状。内生真菌生物发酵合成紫杉醇是可以无限生产、大量获取紫杉醇、解决紫杉醇药源短缺问题的很有前景的方法之一。     

植物内生细菌测定方法的研究进展

伴随全功能体(holobiont)和全基因组(hologenome)概念的出现,植物微生物群落被看作植物全功能体的重要组成部分,其结构和功能逐渐得到研究和解析。内生细菌是植物微生物群落的成员之一,由于其定殖在组织内部而与宿主的接触更为紧密,因而其与植物的相互作用也更加直接、高效且不容易受到环境条件变化的影响。本文介绍了植物内生细菌的基本特点,并重点综述了植物内生细菌测定方法的国内外进展。了解内生细菌的基本特点并掌握其测定方法,将促进对内生细菌与植物互作机制的探索及对全功能体中内生细菌与宿主共生机理的解析,为植物的营养和抗病育种提供内生细菌角度的新策略。     

Cytokinin-mediated leaf manipulation by a leafminer caterpillar

A large number of hypotheses have been proposed to explain the adaptive significance and evolution of the endophagous-feeding mode, nutritional benefits being considered to be one of the main advantages. Leaf-mining insects should feed on most nutritional tissues and avoid tissues with high structural and/or biochemical plant defences. This selective feeding behaviour could furthermore be reinforced by manipulating the plant physiology, as suggested by the autumnal formation of 'green islands' around mining caterpillars in yellow leaves. The question we address here is how such metabolic manipulation occurs and what the nutritional consequences for the insect are. We report a large accumulation of cytokinins in the mined tissues which is responsible for the preservation of functional nutrient-rich green tissues at a time when leaves are otherwise turning yellow. The analogy with other plant manipulating organisms, in particular galling insects, is striking.     

林木共生菌系统及其作用机制——以杨树为例

杨树（Populus）是重要造林树种,也是研究林木基础生物学性状的模式材料。不仅如此,杨树可与多种细菌（内生细菌、内生固氮菌和根际促生菌）和真菌（外生菌根真菌、丛枝菌根真菌和内生真菌）类群建立共生关系,为揭示树木和微生物之间的互惠共生机制提供了理想模型。这些共生菌能积极调控林木生长发育、营养吸收和生理生态过程。目前在杨树-双色蜡蘑（Laccaria bicolor）形成的外生菌根发育、提高杨树耐盐、耐重金属的生理与分子机制、叶片内生真菌群落结构与病害发生、菌根辅助细菌和菌丝内共生细菌-真菌-杨树形成的三重跨界共生等方面取得多项突破。近年来,一批模式草本植物微生物组（microbiome）计划相继实施,对共生菌群落结构和功能的认识有了革命性的进步。以美洲黑杨、毛果杨和胶杨为代表的林木微生物组研究也已启动,表明宿主基因型和环境因子可显著影响共生菌群落结构与物种组成;在根际（rhizosphere）和内生（endosphere）环境存在结构和功能迥异的菌群。另一方面,以根系为诱饵,通过宿主表型来推测菌群功能的反向"钓鱼"策略将推动林木根际微生物工程研究,为揭示杨树-微生物群落的相互关系、菌群进化搭建了研究模型。总之,深入认识多元微生物对林木表型和生理代谢的表观遗传学调控机制将为今后创制新型菌剂并用于高效育苗和抗性育种提供新的思路,具有重要的科学意义和应用价值。