微生物群系的生物学概念

我们正对微生物是怎样在植物根部定殖及怎样影响根际生物学的概念进行了研究。调节根分泌物是一个措施,而农业操作是另一个措施。例如,以硝酸盐施肥的铵为例。在有关微生物如何在植物根部定殖和互相作用的假说(即模型)内,应该考虑到这些模型是工具,并不是证据。并且还要认识到,要全面检验这个模型,而不要单纯地假定模型的真实性。目前在生态学和生态生理学上存在的多数机械模     

影响引人微生物根部定殖的因素

从外界引入的各类有益微生物如生防菌(BCA)和根际促生菌或增产菌(PGPR,YIB)到种子表面随其生根发芽而蔓延或直接到根表沿根分布定殖．外来微生物在根际定殖的过程为与根尖接触,沿根分布,最后在根际建立自己的种群．定殖的位点以PGPR为例,是表皮细胞间隙,或侧根、根毛基部．外来微生物在根际定殖动态变化的原因,由于根际生物的和非生物的因素引起的．生物因子除去外来微生物本身的生理特性,还有根际土著微生物与外来微生物的相互作用,更重要的是植物基因型对微生物定殖的影响．非生物因子包括土壤环境、土壤结构和含水量,土壤温度和土壤pH值均能影响外来微生物在根部的定殖．     

微生物的运动性和趋化性在共生体系中的作用

许多共生关系依赖于宿主从环境中募集微生物相互作用后形成,而共生微生物的发现和定殖宿主的机制尚不清楚。通常认为环境共生体的获得往往需要运动和趋化作用来使微生物主动迁移和定殖。这些行为在建立和维持共生相互作用方面的关键性已经在少数模式系统中得到了很好地确立和证实。但在大多数环境共生体中,这些行为在很大程度上仍被忽视了。基于对模式案例的分析,总结了宿主应用共生微生物的趋化性和运动性在何时、何地、如何实现共生募集以及有哪些影响募集的因素。强调了这些共生行为在大范围的宿主和环境中的重要性,并对共生关系中微生物的运动性和趋化性的作用研究进行了展望,旨在为今后的相关研究和实际应用提供参考。     

微生物肥料新型功能作用机理与根际定殖增强策略

微生物肥料是支撑农业绿色发展的重要投入品,根际益生菌是微生物肥料菌种的主要来源。我国农业发展对促进作物根系发育、增强作物耐盐胁迫能力等新型功能的微生物肥料提出了需求,然而目前对根际益生菌促进作物根系发育和增强耐盐胁迫的分子机理研究仍然薄弱,成为制约优异菌种选育的瓶颈。另一方面,微生物肥料的根际定殖能力低也是导致其田间应用效果差的重要因素。本文综述了根际益生菌调控根系发育、增强植物耐盐的活性物质和作用机理,分析其根际定殖的过程和菌植互作机制,提出了增强根际定殖的策略,以期为微生物肥料研究提供参考。     

植物根际促生细菌定殖研究进展

植物促生菌(plant grwth-promoting bacterium,PGPB)因可有效抑制根际病原菌,促进植物生长,增加作物产量等作用,在农业生产领域展现出巨大前景。以了解植物根际促生细菌的种类,理解定殖相关的促生机制为目的,展示了根际细菌的定殖过程及影响细菌在根部定殖的因素,通过抗生素标记、免疫学方法、外源基因标记等方法进行定殖微生物的检测,以高通量测序技术在根际定殖中的广泛应用为结果,得出结论应从遗传水平上对菌株进行解读,获得植物根际土壤微生物群落多样性,功能基因等研究,这项工作对预测根际促生细菌与植物的交互作用,生物菌剂的田间应用有重要意义,应是植物根际促生细菌今后的研究方向。     

影响引入微生物根部定殖的因素

从外界引入的各类有益微生物如生防菌（ＢＣＡ）和根际促生菌或增产菌（ＰＧＰＲ,ＹＩＢ）到种子表面随其生根发芽而蔓延或直接到根表沿根分布定殖。外来微生物在根际定殖的过程为与根尖接触,沿根分布,最后在根际建立自己的种群。定殖的位点以ＰＧＰＲ为例,是表皮细胞间隙,或侧根、根毛基部。外来微生物在根际定殖动态变化的原因,由于根际生物的和非生物的因素引起的。生物因子除去外来微生物本身的生理特性,还有根际土著微生     

消除共生质粒的费氏中华根瘤菌HND29SR在大豆根圈的定殖动态

比较研究了费氏中华根瘤菌（Sinorhizobium fredii)HN01(出发菌）、发光酶基因标记菌HNO1L（参照菌）、消除HN01共生质粒的菌株HND29SR在无菌砂培条件下的大豆根圈定殖动态。供试菌单独接种时：HN01、HN01L和HND29SR的定殖动态基本一致,其早期定殖密度下降较快,播种后第16天时HN01和HN01L分别达到较高的定殖水平6.49logcfu/g鲜根和6.78logcfu/g鲜根,然后维持相对稳定的定殖水平。但HND29SR的定殖密度持续下降到播种后第16天时才开始上升,至第35天时仍维持相对稳定的定殖密度6.94logcfu/g鲜根。等量混合接种时供试菌在根圈定殖群体中各自定殖密度在测定过程中基本相等。结果表明消除HN01的共生质粒对其在大豆根圈中定殖能力无显著影响。     

种子内生菌增强宿主植物重金属抗性的功能机制研究进展

种子是植物的繁殖器官,其内定殖有一定数量的内生菌,种子内生菌通过垂直传播成为新生植物组织内最早定殖的微生物,对连续几代植物内生菌群落的形成起着决定性作用,并在植物抗逆方面发挥着重要作用。本文对种子内生菌与宿主植物重金属抗性之间的关系及其功能机制进行综述,并对下一步研究方向予以展望。     

恶臭假单胞细菌与紫花苜蓿在泥炭培养体中结合定殖研究

在植物根系定殖外源微生物是促进植物健康生长和污染土壤修复的重要方法,而植物根部存在适宜的生长空间是外源微生物定殖的关键。利用泥炭是植物和微生物优良的培养基质的特点,将泥炭作为外源微生物和植物根部的结合体,研究在播种时期接种和露根时期接种条件下,恶臭假单胞细菌(AB-92019)在泥炭与苜蓿根系构成的定殖环境中的定殖动态和定殖密度。结果表明:2种定殖时期在泥炭体的定殖效果有明显不同,露根时期接种后第20 d的定殖密度为6.10 logcfu/g干泥炭;播种时期接种定殖密度下降较快,第20 d的定殖密度为5.62 logcfu/g干泥炭。而在苜蓿根系20 d后的定殖密度,播种时期接种(3.90 logcfu/g鲜根)高于露根时期接种(3.03 logcfu/g鲜根)。并且2种时期定殖都不影响苜蓿正常的生长。     

寄生于宿主体内的共生微生物的起源

有许多如类病毒、病毒、质粒、质体及类似的共生微生物寄生于其宿主的细胞或体内。这些共生微生物的来源如何?多数报告认为,它们来源于外界,并进化到目前这种形式。但我们不同意这种观点,我们认为它们来源于细胞内部,或更确切地说,是来源于细胞核内.在遗传物质代谢过程中,经常会出错,一些 DNA     

土壤有益细菌在植物根际竞争定殖的影响因素

在土壤有益微生物应用于生物肥料、生物杀虫剂、植物生长刺激剂和生物处理剂的过程中,根际定殖具有重要作用。细菌在植物根际定殖是一个比较复杂的过程,影响定殖能力的因素也是复杂多样的。本文综述了参与根部竞争定殖的生物因素,包括受细菌遗传控制的某些特性如鞭毛/运动性、趋化性、多糖、位点特异重组酶/菌落阶段变异、NADH脱氢酶,植物根的分泌物和植物种类等;影响微生物根际定殖的非生物因素如土壤类型、土壤特性和土壤温度等,探讨了影响微生物根际定殖的主要研究方向。     

联合固氮

1定义氮素是构成生命物质最重要的元素之一。自然界只有某些微生物能直接将大气中的氮透过固氮酶还原成NH,这类微生物包括细菌,蓝绿藻、放线菌等。在固氮的细菌中有一类属于自由生活的类群,它们定殖于植物根表（有的能侵人根表皮和外皮层的细胞间隙）和近根土壤中,靠根系分泌物生存,繁延,与植物根系有密切的关系。但宿主植物并不形成特异分化的结构。植物与细菌之间的这种共生关系称联合共生固氮。这类固氮菌称联合固氮菌。联合共生固氮的概念是1976年由巴西Dobereiner实验室提出的。ZO年来联合固氮的研究受到世界各国科学家的重视…     

瘤菌根菌对铁皮石斛根系形态的影响及其共生关系的研究

为了解瘤菌根菌(Epulorhizasp.)与铁皮石斛(Dendrobiumofficinale)根系的共生关系及其对根系农艺性状的影响,用液体培养瘤菌根菌浇灌无菌盆栽铁皮石斛苗根部共培养,观察石斛根的表型和超微结构变化,并用分子检测鉴定菌丝是否定殖根中。结果表明,瘤菌根菌菌丝能侵入根的皮层细胞,诱导生成菌丝团形成共生关系。共生后的菌丝能提高IAA含量,诱导根系结构发生改变生成侧根,增大了根系体积,促进根系的生长并显著提高根系活力。瘤菌根菌与铁皮石斛根共培养后建立共生关系形成菌根且能定殖于根中,诱导根系结构的变化,侧根的形成对石斛生长具有重要作用。     

昆虫体外共生菌研究进展

昆虫体外共生菌是指能在体外与宿主发生互利共生关系的微生物。体外共生菌虽然不如肠道微生物那样普遍存在于昆虫中,但也在宿主生长发育过程中扮演着重要的角色。昆虫体外共生菌一般寄生于昆虫体表或体内特异器官(如储菌器),在特定时期转移到植物组织中。体外共生菌产生的挥发物能作为宿主定位寄主植物的信号物质,能为宿主提供生长发育所需的营养物质,还参与了宿主体外免疫。对昆虫体外共生菌的研究,不仅能进一步揭示昆虫与微生物之间的互作关系,丰富昆虫共生菌的研究,还能从共生菌的角度探索害虫引诱剂和昆虫免疫豁免机制。本文对昆虫体外共生菌寄生方式、传播途径、对宿主的影响等研究成果进行了综述,旨在为害虫综合防控提供新思路。     

植物微生物组的功能及应用研究进展

健康的植物中生活着多种多样但分类学结构不同的微生物群落,它们在所有可接触到的植物组织中定殖.这些微生物群落赋予植物宿主健康优势,包括促进宿主植物生长、营养吸收、抗逆性和对病原菌的抵抗力等.植物菌群及其相互作用具有高度的多样性,多种因素决定着群落的组成和功能.虽然从19世纪开始植物菌群就被人们所认识,但对其功能及应用的相...     

培菌白蚁菌圃微生物降解木质纤维素的研究进展

白蚁及其共生微生物协同降解植物细胞壁的机理一直被世界各国科学家所关注。培菌白蚁作为高等白蚁,相比低等食木白蚁具有更多样化的食性,其利用外共生系统“菌圃”,对多种植物材料进行处理。本文综述了菌圃微生物降解木质纤维素的研究进展,以期为深入研究菌圃中木质纤维素降解过程及其机制,并挖掘利用菌圃降解木质纤维素的能力及仿生模拟菌圃开发新的生物质利用系统提供参考。培 菌白蚁在其巢内利用由植物材料修建的多孔海绵状结构——“菌圃”来培养共生真菌鸡枞菌Termitomyces spp.,形成了独特的木质纤维素食物降解和消化策略,使木质纤维素在培菌白蚁及其共生微生物协同作用下被逐步降解。幼年工蚁取食菌圃上的共生真菌菌丝组成的小白球和老年工蚁觅得食物并排出粪便堆积到菌圃上成为上层菌圃。这一过程中,被幼年工蚁取食的共生真菌释放木质素降解酶对包裹在植物多糖外部的木质素屏障进行解聚。菌圃微生物(包括共生真菌)对解聚的木质素基团进一步降解,将多糖长链或主链剪切成短链,使菌圃基质自下而上被逐步降解。最后下层的老熟菌圃被老年工蚁取食,其中肠的内源酶系及后肠微生物将这些短链进一步剪切和利用。因此,蚁巢菌圃及其微生物是培菌白蚁高效转化利用木质纤维素的基础。化学层面的研究表明,菌圃能够实现对植物次生物质解毒和植 物纤维化学结构解构。对共生真菌相关酶系的研究显示可能其在菌圃的植物纤维化学结构和植物次生物质的降解中发挥了作用,但不同属共生真菌间其效率和具体功能不尽相同。而菌圃中的细菌是否发挥了作用和哪些细菌类群发挥了作用等仍有待进一步的研究。相比于低等食木白蚁利用其后肠共生微生物降解木质纤维素,培菌白蚁利用菌圃降解木质纤维素具有非厌氧和能处理多种类型食物两大优势,仿生模拟菌圃降解木质纤维素的机制对林地表面枯枝落叶的资源化利用具有重要意义。     

豆科植物-根瘤菌共生固氮的免疫调控机制

在长期进化中,根瘤菌与豆科植物形成一种独特的互惠共生关系——共生固氮。根瘤菌-豆科植物共生互作与病原细菌激发植物病原反应极为相似,然而根瘤菌的入侵和定殖并没有激发宿主豆科植物过度的防御反应,植物也进化出特殊的共生信号转导和根瘤发育途径来"邀请"根瘤菌的入侵和定殖。此外,植物防御反应也很大程度上调控根瘤菌与豆科植物共生的宿主特异性。越来越多的研究表明,植物防御反应在调控根瘤菌匹配识别、入侵、定殖以及类菌体发育等方面起关键调控作用。从植物免疫反应角度综述了根瘤菌与豆科植物共生互作的最新进展,通过与病原菌-植物互作的病原反应对比,论述了根瘤中植物感知微生物相关分子模式(MAMP,Microbe-Associated Molecular Patterns)和效应蛋白引起的免疫反应的调控机制。     

绿色荧光蛋白在微生物根际定殖研究中的应用

农业有益微生物根际定殖能力的强弱决定着其应用效果的好坏,而作为荧光标记分子的GFP被认为是当前用于分子生态学研究中最理想的报告基因,成为近年来研究微生物根际定殖的热点方法.简要介绍GFP的一些特性及其在微生物根际定殖研究中的应用与前景展望.     

互惠共生微生物多样性研究概况

所谓互惠共生微生物(mutualistic symbiotic microbes,MSM)是指能定殖其他生物构建互惠共生体系的微生物,主要包括互惠共生细菌、互惠共生放线菌和互惠共生真菌等。MSM种类繁多、分布广泛、物种多样性丰富,涉及原核生物界和真菌界等。MSM定殖人体、动物、植物、藻类或其他真菌,可构建各自相应的互惠共生体系,进而形成范围更加巨大的共生网络,发挥不可替代的生理生态功能。本文在介绍MSM概念的基础上,重点总结了MSM多样性研究进展,指出了目前研究中尚存在的问题,探讨了今后应该开展的工作,MSM多样性研究成果可望为研发MSM应用技术提供依据和材料。     

银北盐渍化土壤中6种耐盐植物根际细菌群落结构及其多样性

土壤微生物对土壤肥力的形成和植物营养的转化起着积极的作用。对盐渍化土壤中植物根际微生物群落组成和多样性进行研究,有助于发现新的重要微生物功能类群或者功能潜力,对于盐碱土壤的植被恢复和生态重建都具有十分重要的意义。通过高通量测序和分离培养方法,对宁夏银北地区盐渍化土壤中的6种耐盐植物根际细菌的群落结构和多样性进行了分析。结果表明:所有土壤样品共检测到31门(亚门) 67纲253科400属细菌类群,不同植物根际微生物群落组成相似,但丰度各有差异,厚壁菌门、变形菌门、放线菌门和拟杆菌门为主要优势类群;在纲水平芽孢杆菌纲相对丰度最高,其次为α-变形菌、γ-变形菌和梭菌纲;在属水平上,芽孢杆菌属以极高的丰度(15.57%—53.85%)占据绝对优势,其次是鞘氨醇单胞菌属、不动杆菌属和节杆菌属。6种植物根际细菌的群落结构组成表现为芨芨草和柽柳相似,柳枝稷、苜蓿与枸杞相似,苦豆子则与另外5种差别最大。分离培养出的110株根际细菌多数具有较强的盐碱耐受性和一种以上生物学活性,分别隶属于芽孢杆菌属、假单胞菌属、鞘氨醇杆菌属、节杆菌属和中华根瘤菌属,在属水平上多样性单一,其中芽孢杆菌属是优势属。传统的分离培养和高通量测序结果都反映出银北地区盐渍化土壤中定殖着许多有重要生态功能的微生物类群,可用于进一步筛选和利用根际微生物改良盐碱土壤。