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。     

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。     

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．     

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。     

根分沁物

鉴于对根部分泌物的广泛观察,我们的评论局限于直接与土壤中根部定殖的微生物有关的近期研究。当根生长在固体培养基而不是液体培养基时,根部的有机物质分泌则成倍的增加。因此,用液体培养植物所做的许多分泌物的研究,与在土壤里生长的植物没有量的关系。分泌作用随着较大的机械阻力而增加,此阻力可能是在压实土壤中,由于Fusarium作用,增加了菜豆根腐烂的一个因子。用~(14)CO_2标记的小麦和大麦插种到沙     

标记基因在根圈细菌定殖研究中的应用

今天,有关植物促长根圈细菌(plant growth-promoting rhizobactenia,简称PGPR)的应用基础研究正日益受到人们的重视。为揭示PGPR的作用机理、提高PGPR在农业生产中的应用效果,我们必须研究PGPR在植物根圈的活动规律,对其根圈适应性(rhizosphere competence)进行调查,亦即测量所引入PGPR在不同时期在植物根圈不同部位的定殖水平。但在测量引入细菌的根部定殖时,我们面临的一个主要问题是如何将接种菌株与土著性根圈细菌群落的成员区分开。标准的显微镜检查局限性很大,因为绝大多数细菌并不具有足以与土著细菌区分开的形态特征。某些对抑制剂具有抗性的细菌可通过在含有合适的毒性物质的选择性培养基上接种样品而定量测定其根部定殖。当细菌具有某种可以观察到的特     

《土壤微生物生态研究法》选译(二) 植物的微生物接种

在植物根和微生物之间,有共生和寄生关系,这些菌明显的定殖在根面上。有时,菌能侵入到根的内部组织,这对植物生育有明显影响。但土壤微生物中,有多数微生物还判断不出来与植物具有共生或者寄生关系。如前所述,这些菌明显地定殖在植物根面或者根内,但其作用仍不清楚。因此为了阐明微生物的作用,用分离出的单独的或多数菌进行人工接菌,阐明其对根际生态和作用是完全必要的。     

小麦根系异养细菌生态分布的研究

植物自身是一个强有力的生态因子,它选择着一定种群的微生物在其根系定殖繁育。根际微生物的数量和种类,不仅因寄主植物的种类而有差异,同时亦与植物的生长状况和发育阶段甚为相关。在植物根系和根际微生物之间,二者紧密连结相互影响。当根的分泌物和脱落物多时,根际微生物的发育量也最大,在植物的根际形成一个旺盛的生物活动区,强烈地影响植物的生长发育。多年以来,国内外许多研究者曾为之瞩目,对两者的相关性研究颇为重视。曾经对小麦,水稻等根际微生物的优     

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.     

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     

转Bt基因棉叶片腐熟物抑制AM真菌定殖及菌根对磷的吸收

转Bt基因棉对土壤微生物生长、群落结构及生理生态功能的影响备受关注。笔者于盆栽条件下比较了Bt棉(中41、晋44)与常规棉(中23、冀492)叶片腐熟物对丛枝菌根(AM)真菌异形根孢囊霉Rhizophagus irregularis在紫云英Astragalus sinicus根部定殖及其部分生理功能的影响。结果表明,与常规棉处理相比,Bt棉叶片腐熟物显著抑制了AM真菌在紫云英根部定殖,根段侵染率、侵染强度及丛枝丰度下降;Bt棉叶片腐熟物抑制了AM真菌琥珀酸脱氢酶和碱性磷酸酶活性;菌丝中多聚磷酸盐相对含量、紫云英地上地下部分磷吸收量显著降低。结论认为Bt棉叶片腐熟物抑制了AM真菌在植物根部的定殖,降低了AM真菌的共生效应,这可能影响到AM真菌的生态功能。     

假单胞菌属生防菌株的遗传工程改良*

拮抗细菌的利用是植物病害生物防治的重要内容,其中利用最多的为假单胞菌属菌株,特别是用于土传病害的生物防治。假单胞菌类容易在植物根际定殖,也是根际最普遍的微生物类群,许多菌株具有防病促生的能力,如引起人们广泛注意的植物根际促生苗（ＰｌａｎｔＧｒｏｗｔｈ－ｐｒｏｍｏｔｉｎｇ Ｒｈｉｚｏｂａｃｔｅｒｉａ,简称ＰＧＰＲ）,其研究大多集中在该类群。假单胞菌类筛选菌株能够抑制多种植物病害特别是土传病害已成为植病生防工作者之共识,其作用机制包括：有效的根部定殖、抗生作用、根际的营养竞争（特别是对铁的竞争）、诱…     

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。     

PGPR与AMF相互关系的研究进展

深入研究和揭示植物促生根圈细菌（ＰＧＰＲ）与丛枝状菌根真菌（ＡＭＦ）在植物根圈的相关系,对于进一步利用和调控根圈微生物的相互作用,促进和保护植物生长,具有深远的意义,大量研究结果表明,ＰＧＰＲ与ＡＭＦ之间表现出互利作用,ＡＭＦ对ＰＧＰＲ在根部过程中可起转移和媒介的作用;ＰＧＰＲ也能为ＡＭＦ在根部的感染创造有利条件,而且它们可通过各自对植生长的促进作用以间接提高对方在根圈的定殖或感染能力。它们之间又     

外源基因标记的紫云英根瘤菌在水稻根部的定殖研究

前期研究中已证实紫云英根瘤菌(Rhizobium astragalus)JS5A16菌株对水稻生长有一定的促生作用,利用gusA基因标记的JS5A16菌株(编号为JS5A16G)接种水稻种子并检测其在水稻(汕优63)生长初期的根固定殖动态及分布。结果表明菌株JS5A16G在水稻出苗后2d根固定殖密度大量增加,第4天达到最大值16d后趋于稳定。将水稻根表面灭菌后,检测菌株JS5A16G在根内的定殖情况,发现在“汕优63”出苗后2d检测不出菌株JS5A16G,第4天可检测出。根部直接染色显示,菌株JS5A16G在根部的分布并不均匀,主要是在根系的某些部位形成微菌落。同时利用luxAB发光酶基因标记紫云英根瘤菌JS5A16菌株(编号为JS5A16L)研究其在不同品种水稻根部的定殖动态。结果表明,菌株JS5A6L在不同水稻品种“汕优63”、“汕优64”和“马协l18—2”根部的定殖密度不同且可以进入不同水稻品种的根内。在整个水稻生长期内菌株JS5A16L在“汕优64”根部的定殖密度明显高于其在“汕优63”根部的定殖密度,在“马协ll8—2”的定殖密度与其在“汕优63”、“汕优64”根部相比没有显著差异。但菌株JS5A16L在不同水稻根部的定殖动态相似,数量均在水稻生长到60-75d时(即水稻的孕穗期)达到最高值。     

丛枝霸王（Zygophyllum dumosum）根际AM真菌生态学研究

AM真菌是一类广泛分布的土壤真菌,与宿主植物形成共生结构后,对于植物生长和植被恢复有多种有益的生理学和生态学作用。1999年11月至2000年10月,通过每月分别从0－10cm和10－20cm土层采集根际土样,对以色列荒漠地区丛枝霸王（Zygophyllum dumosum Boiss）根际AM真菌进行了系统的生态学研究。AM真菌的分布和定殖与季节变化和采样浓度密切相关。菌根真菌的最高定殖率并不伴随有最大的孢子密度,最高的定殖率发生在1999年11月,而最大的孢子密度则出现在2000年9月。10－20cm土层中的菌根真菌定殖率和孢子密度明显高于0－10cm土层。土壤温度与所有菌根结构的定殖率呈正相关,土壤有机质含量与泡囊和丛枝定殖率呈正相关,而土壤总可溶性氮对泡囊和丛枝定殖有显著正效应,对孢子密度有显著负效应。结果建议,孢子密度、泡囊和丛枝定殖程度可作为检测荒漠土壤状况的生态指标。研究应用于我国特别是西部荒漠地区的植被建立和恢复,可望发挥重任作用：（1）AM真菌能与绝大多数高奶系形成共生联合体,促进根系对土壤矿质营养和水分的吸收,提高植物对干旱、高温、盐碱、根部病害等的抗性,提高逆境条件下植物的成活率,深入研究荒漠生态系统中AM真菌动态分布,以及筛选优势AM菌种和人工接种,进行菌根化育苗,为植被建立和恢复提供优质苗木;（2）菌根的丛枝定殖时间短,主要发生在幼根,泡囊定殖时间长,主要发生在老根,而AM真菌的生长发育和繁殖所需的碳水化合物来自植物根系的分泌活动,所以,通过检测不同时期菌根各种结构的定殖程度和孢子的丰富度,可以获得宿主植物根系的生长状况,进而对土壤环境作出科学的评估。     

细菌菌膜的成分、调控及其与植物的关系

菌膜是细菌群落发展的一种高度组织化的群体状态。在菌膜形成过程中,细菌胞外物质EPS(Exopolysaccharides)、eDNA(Extracellular DNA)、胞外蛋白等都参与菌膜的形成,它们为菌膜提供机械稳定性,帮助细菌粘附到物体表面,促进菌膜中不同细菌间物质的循环及基因的水平转移。菌膜形成涉及到群体感应、C-di-GMP(Cyclic diguanylate monophosphate)和sRNA等一系列调控机制。土壤环境中栖息着大量的微生物,许多土壤微生物定殖于植物根际,从而与植物发生着密切的相互作用;菌膜的形成是细菌稳定定殖于植物根际的关键因素,有助于植物促生菌或致病菌在根际更好的生存。本文就菌膜的成分、调控及其与植物的关系等三个方面的内容进行综述。     

土壤微生物与植物根的相互作用——根分泌物以及影响分泌的环境因素

健壮植物的根部,为了保存根际微生物群落,提供了大量分泌物。对于不同种类植物来说,可分泌出糖类、氨基酸、维生素等化学物质。因而,对根际微生物的变化给予很大影响。影响植物根分泌物组成和数量的因素,有植物的种类,生育阶段,营养状态或植物根的损伤等等。所谓根际效应对微生物的选择性增殖,是受植物根部细胞和组织碎片脱落或根的分泌物,以及土壤环     

沙冬青与伴生植物深色有隔内生真菌定殖规律及其与土壤因子的相关性

为了探明荒漠环境深色有隔内生真菌(dark septate endophytes, DSE)生态分布和定殖状况, 于2013年7月从宁夏银川、沙坡头和甘肃民勤地区采集沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)及其伴生植物根围0-10、10-20、20-30、30-40、40-50 cm共5个土层土壤样品和根样, 研究了DSE空间定殖规律及其与土壤因子的相关关系。结果表明: 沙冬青和伴生植物根系能被DSE侵染, DSE分布和定殖具有明显的空间异质性, 并与土壤因子密切相关。沙冬青DSE微菌核结构紧凑, 呈团块状, 而伴生植物DSE微菌核零散分布。同一样地, 沙冬青DSE菌丝定殖率、定殖强度和总定殖率较伴生植物高, 而沙冬青和伴生植物微菌核定殖率无显著差异。不同样地, 沙冬青和伴生植物微菌核定殖率无显著差异, 沙冬青DSE菌丝定殖率、定殖强度和总定殖率为沙坡头>银川>民勤; 伴生植物DSE菌丝定殖率、定殖强度和总定殖率为银川>民勤>沙坡头。通径分析和主成分分析表明, 土壤有机质、总球囊霉素、磷酸酶和速效钾是西北荒漠环境中DSE定殖的主要影响因子。     

草假单胞菌HT1在蚕豆根和茎的定殖特性及对内生细菌多样性的影响

[背景] 关于蚕豆内生生防细菌的定殖规律及其对内生细菌微生物多样性的研究鲜有报道。[目的] 明确草假单胞菌HT1在蚕豆的定殖特性以及对根茎部内生细菌群落多样性的影响。[方法] 采用抗生素标记法测定菌株HT1的定殖特性,利用高通量测序技术分析该菌灌根处理与对照处理蚕豆根茎部内生细菌的群落多样性。[结果] 菌株HT1的定殖数量为根>茎>叶,呈先升后降的趋势,根部、茎部、叶部在第7天达到最大值,在第83天仍能检测到标记菌株。灌根处理降低了内生细菌的丰富度,提高了根内生细菌物种多样性;灌根处理组根部厚壁菌门、放线菌门、拟杆菌门丰度显著提高,茎部变形菌门的相对丰度有所升高但无显著影响;在属水平上,灌根处理后,根部如Romboutsia、Mitsuaria、乳杆菌属、德沃斯氏菌属等属的相对丰度明显升高,茎部假单胞菌、Muribaculaceae、Elstera、鞘氨醇单胞菌属等属的相对丰度明显升高。[结论] HT1菌株能在蚕豆植株体内定殖达83 d以上,并且可以影响蚕豆植株内部的微生物群落结构组成,提高相关微生物的相对丰度。