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为什么有植物内生菌(为什么植物内生菌需要进行处理)

2023-12-13 09:26:53 来源:金山文学 点击:4
植物内生菌介绍

内生菌是指在其生活史的一定阶段或全部阶段生活于健康植物的各种组织和器官的细胞间隙或细胞内的细菌,可通过组织学方法或从严格表面消毒的植物组织中分离或从植物组织内直接产生扩增出微生物DNA的方法来证明其内生。

在植物组织培养中,由于材料内部的内生细菌不能被一般的表面消毒方法所清除,随着材料带入培养过程,从而引起组培中的污染,称为内生细菌污染。

从污染状态来看,是发生于植物材料周围,一般会由培养基内向外延展,并且发生的时间也会比接触性污染要长,接触性的细菌一般在2-4天表现,内生菌则会超过4天,并且菌的种类也相对单一。

内生菌(Plant endophyte)是指那些在其生活史的一定阶段或全部阶段生活于健康植物的各种组织和器官内部的微生物,被感染的宿主植物(至少是暂时)不表现出外在病症,可通过组织学方法或从严格表面消毒的植物组织中分离或从植物组织内直接扩增出微生物DNA的方法来证明其内生。它不仅包括互惠共利的和中性的内共生微生物,也包括那些潜伏在宿主体内的病原微生物,这些微生物有细菌、真菌、放线菌等。自1898年Vogl从黑麦草种子内分离出第一株内生真菌以来,植物内生菌作为一种新的微生物资源受到了广泛的关注,从内生菌中寻找和发现新的活性化合物已成为国内外研究的又一热点。近年来,该领域的研究已取得一定进展,发现了一些有医用、农用价值的菌株和化合物。

什么是植物内生菌

植物内生菌是指那些在其生活史的一定阶段或全部阶段生活于健康植物的各种组织和器官内部的微生物,被感染的宿主植物不表现出外在病症,可通过组织学方法或从严格表面消毒的植物组织中分离或从植物组织内直接扩增出微生物DNA的方法来证明其内生。它不仅包括互惠共利的和中性的内共生微生物,也包括那些潜伏在宿主体内的病原微生物,这些微生物有细菌、真菌、放线菌等。自1898年Vogl从黑麦草种子内分离出第一株内生真菌以来,植物内生菌作为一种新的微生物资源受到了广泛的关注,从内生菌中寻找和发现新的活性化合物已成为国内外研究的又一热点。近年来,该领域的研究已取得一定进展,发现了一些有医用、农用价值的菌株和化合物。

1. 内生真菌

从牧草中分离得到的内生真菌香柱菌,所产生的波胺碱和黑麦草碱类物质对昆虫具有杀伤作用,对牲畜等脊椎动物无毒。Strobel等从雷公藤的茎中分离得到一株内生真菌,能产生一种肽类抗生素Cryptocandin,它能抑制灰葡萄孢)等一些植物病原真菌,分离自同一内生真菌的一种新酰胺生物碱cryptocin对稻瘟病菌(及其他多种植物病原真菌有强的抑杀作用。纪丽莲等人从黄海海岸低盐药用植物芦竹中分离得到一株木霉属的内生真菌,它对黄瓜灰霉病菌有较强的抑菌活性。

2. 内生细菌

从辣椒中分离出的一株内生枯草芽孢杆菌,该菌株分泌的抗菌多肽对热稳定,在中性PH范围较稳定,并抗紫外线照射,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的抑制作用。

3. 内生放线菌

链霉菌属于放线菌,它占具有生物活性的植物内生放线菌的绝大部分。澳大利亚Coombs研究小组从小麦根部分离的60多株放线菌中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%。Strobel等在蛇藤中分离到一株新的链霉菌,它能产生4种新的广谱抗生素Munumbicins A、B、C和D,这些抗生素对多种人体和植物致病霉菌、细菌及疟原虫具有广泛的抑杀活性。最近,Strobel等又从一种有叶蕨类植物中分离到一株新内生链霉菌,它能产生一种被称为kakadumycins的新型抗菌素,对炭疽芽孢杆菌和疟原虫均具有抑杀活性,其生物活性比棘霉素强。从卫矛科植物分离的内生链霉菌产生的新chloropyrrol抗生素对多种耐药性细菌和分枝杆菌有抑制活性。从杜鹃花植物中分离的链霉菌产生新的抗真菌物质fistupyrone,对植物病原真菌甘蓝黑斑交链格孢有抑制作用。李萌等从油菜和芹菜的茎和叶中分离得到215株内生菌,18株对蔬菜立枯丝核菌、直啄镰刀菌、苹果黑腐皮壳有很好的拮抗作用,其中有8株为放线菌;从油菜茎中分离出的内生放线菌CHSH19A经鉴定为一株链霉菌Streptomyces sp.,活性筛选结果证明其具有极强的抗立枯丝核菌活性。

植物内生菌是一类次生代谢产物丰富、应用前景广阔的资源微生物。近年来,植物内生菌由于能够产生丰富多样的具有农药活性的次生代谢产物,在自然界中具有重要的生态学作用,引起了人们广泛的关注并取得很大进展。从微生物中寻找发现新型先导化合物,是新农药研制的重要途径。内生菌作为微生物中的重要类群,其物种丰富,数量庞大,这为新农药的研究和开发提供了巨大的资源库。最近一个全面的研究显示,51%的从植物内生菌分离的生物活性物质是以前没有发现的化合物,而从土壤微生物发现的新物质仅为38%。由此可见,研究植物内生菌,寻找具有农药活性的次生代谢产物,是研发新型无公害农药的重要途径,前景十分广阔。

为什么植物生长后期微生物内生菌群增多

一、枯草芽孢杆菌:增加作物抗逆性、固氮。

二、巨大芽孢杆菌:解磷(磷细菌),具有很好的降解土壤中有机磷的。

三、胶冻样芽孢杆菌:解钾,释放出可溶磷钾元素及钙、硫、镁、铁、锌、钼、锰等中微量元素。

四、地衣芽孢杆菌:抗病、杀灭有害菌,

五、苏云金芽孢杆菌:杀虫(包括根结线虫),对鳞翅目等节肢动物有特异性的毒杀活性。

六、侧孢芽孢杆菌:促根、杀菌及降解重金属,

七、胶质芽孢杆菌:有溶磷、释钾和固氮功能,分泌多种酶,增强作物对一些病害的抵抗力。

八、泾阳链霉菌:具有增强土壤肥力、刺激作物生长的能力。

九、菌根真菌:扩大根系吸收面,增加对原根毛吸收范围外的元素(特别是磷)的吸收能力。

十、棕色固氮菌:固定空气中的游离氮,增产。

十一、光合菌群:是肥沃土壤和促进动植物生长的主力部队。

十二、凝结芽孢杆菌:可降低环境中的氨气、硫化氢等有害气体。提高果实中氨基酸的含量。

十三、米曲霉:使秸秆中的有机质成为植物生长所需的营养,提高土壤有机质,改善土壤结构。

十四、淡紫拟青霉:对多种线虫都有防治效能,是防治根结线虫最有前途的生防制剂。

三种以上多种复合菌相互促进、相互补充,抗土传病害效果远远大于单一菌种。有益菌群相互协同,共同作用,能使作物达到高产丰产的效果.

1、促进快速生长:菌群中的巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌等有益微生物在代谢过程中产生大量的植物内源酶,可明显提高作物对氮、磷、钾等营养元素的吸收率。

2、调节生命活动,增产增收:菌群中的胶冻样芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌等有益菌可促进作物根系生长,须根增多。有益微生物菌群代谢产生的植物内源酶和植物生长调节剂经由根系进入植物体内,促进叶片光合作用,调节营养元素往果实流动,膨果增产效果明显。与施用化肥相比,在等价投入的情况下可增产15%—30%。

3、果实品质明显提高:菌群中的侧孢芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌等可降低植物体内硝酸盐含量20%以上,能降低重金属含量,可使果实中Vc含量提高30%以上,可溶性糖提高2—4度。乳酸菌、嗜酸乳杆菌、凝结芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌等可提高果实中必需氨基酸(赖氨酸和蛋氨酸)、维生素B族和不饱和酸等的含量。果实口感好,耐储藏,卖价高。

4、分解有机物质和毒素,防止重茬:菌群中的米曲菌、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌等有益微生物能加速有机物质的分解,为作物制造速效养分、提供动力,能分解连作有毒有害物质,防止重茬。

5、根际环境保护屏障:菌群中的地衣芽孢杆菌等有益微生物施入土壤后,迅速繁殖成为优势菌群,控制根际营养和资源,使重茬、根腐、立枯、流胶、灰霉等病原菌丧失生存空间和条件。使植物根系细胞的细胞壁增厚,纤维化、木质化,并生成角质双硅层,形成阻止病原菌侵袭的坚固屏障。

6、增强抗逆性:菌群中的地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌等有益微生物可增强土壤缓冲能力,保水保湿,增强作物抗旱、抗寒、抗涝能力;同时侧孢芽孢杆菌还可强化叶片保护膜,抵抗病原菌侵染,抗病,抗虫。

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