植物內(nèi)生菌的作用研究

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1、植物內(nèi)生菌的作用研究　　關(guān)鍵詞植物內(nèi)生菌;宿主;作用　　　　植物內(nèi)生細(xì)菌指其生活史的一定階段生活在活體植物組織內(nèi)、又不引起植物明顯病害的微生物[1],廣泛分布于低等植物和高等植物中,常見的有假單胞菌屬(Pseudomonas)、芽孢桿菌屬(Bacillus)、微桿菌屬(Microbacterium)以及土壤桿菌屬(Agrobacterium)等[2]。雖然內(nèi)生細(xì)菌的概念自從1886年Bary提出至今已有100余年的時(shí)間,然而在這期間并沒引起相應(yīng)的重視,研究進(jìn)展緩慢,直到20世紀(jì)末期才受到微生物學(xué)家、植物學(xué)家和微生態(tài)學(xué)家以及作物學(xué)家的廣泛關(guān)注,成為植物微生物學(xué)學(xué)科發(fā)展的一次革命,目前內(nèi)生細(xì)菌

2、的研究已成為植物微生態(tài)學(xué)和微生物學(xué)學(xué)科交叉的新的生長點(diǎn)[3],也是我國當(dāng)前微生物研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)[4]。當(dāng)前植物內(nèi)生菌的研究無論從深度還是廣度上都有很大進(jìn)展,特別是關(guān)于植物內(nèi)生細(xì)菌的作用研究上更是日新月異。近年來,一些研究結(jié)果表明,內(nèi)生細(xì)菌能夠作為外源基因的載體,又具有促進(jìn)植物生長、抗逆境、抗病害、增加宿主植物的他感作用[5]以及對病蟲害的防治作用等[6]?！　?植物內(nèi)生菌的作用　　1.1促進(jìn)宿主植物生長　　感染內(nèi)生菌的植物一般具有比未感染植株生長快速的特點(diǎn),人工接種某些內(nèi)生菌還能提高植物的存活率,促進(jìn)發(fā)芽[1]。已有相關(guān)報(bào)道內(nèi)生菌的這種促植物生長作用可從2方面來理解:一方面,許多內(nèi)生菌可產(chǎn)

3、生生長素(IAA)、細(xì)胞激動(dòng)素等植物生長激素,從黃花篙中分離到的1株內(nèi)生真菌在發(fā)酵液中也能積累IAA;另一方面,內(nèi)生菌可增進(jìn)宿主植物對氮、磷等營養(yǎng)元素的吸收,禾本科農(nóng)作物如水稻、甘蔗、玉米上的內(nèi)生細(xì)菌具有很強(qiáng)的固氮能力。感染內(nèi)生真菌的牧草對氮、磷的攝取能力也有所提高[7]。1991年Mcinroy等從玉米、棉花上分離到具有促進(jìn)植物生長作用的內(nèi)生細(xì)菌[8]?！　?.2增加宿主植物的他感作用　　他感作用(alleloparthy)的概念是德國學(xué)者H.Molisch于1937年提出的,他認(rèn)為植物的他感作用就是一種植物通過向體外分泌代謝過程中的化學(xué)物質(zhì),對其他植物產(chǎn)生直接或間接的影響。他感作用是造

4、成種類成分對群落的選擇性以及某種植物的出現(xiàn)引起另一類消退的主要原因之一。植物內(nèi)生菌增加宿主的他感作用方面的報(bào)道較少,但隨著研究的深入也出現(xiàn)了一些成功的例子,有研究稱牧草內(nèi)生菌產(chǎn)生的一種毒麥堿對鄰近植物有較強(qiáng)的他感作用。感染內(nèi)生細(xì)菌的紅花車軸草(TrIfOLI-umpratense)也具有抑制玉米生長的他感作用,植物內(nèi)生菌的作用使其在菌—植物—?jiǎng)游铩h(huán)境生態(tài)系統(tǒng)中扮演著重要角色。已發(fā)現(xiàn)在牧草中由于內(nèi)生真菌的存在增加了其生存競爭能力,以至在一定范圍內(nèi)感染內(nèi)生菌的牧草連年蔓延,使得其他植物不能生長。在木本植物中,也已發(fā)現(xiàn)由于內(nèi)生菌的感染,使得害蟲對該植物的取食頻率大為降低。Wilson和Carr

5、oll還發(fā)現(xiàn)內(nèi)生真菌的存在可以減少蟲瘤的形成[9]?！　?.3抗病原菌作用　　病原菌對作物的危害是非常大的,以小麥為例,小麥全蝕病,又叫立枯病,為全世界植物檢疫對象。目前我國云南、四川、江蘇、浙江、河北、山東、內(nèi)蒙古、河南等20個(gè)省(區(qū))已有發(fā)生,一旦傳入,蔓延迅速,不易根除。發(fā)病田輕者減產(chǎn)10%～20%,重者減產(chǎn)50%以上,甚至絕收。另外,小麥葉枯病在陜西、甘肅、青海、河南以及長江中、下游各冬春麥區(qū)也有不同程度發(fā)生,嚴(yán)重發(fā)生時(shí)葉片黃枯,不能正常灌漿結(jié)實(shí),千粒重下降。小麥紋枯病的分布也很廣泛,我國長江流域和黃淮平原均有發(fā)生。近年來在華北冬麥區(qū)發(fā)生嚴(yán)重,重病田在小麥抽穗前后,大量病株死亡,未

6、死的病株,灌漿不滿,千粒重顯著下降[10]。以上這些小麥的病害均由不同的病原菌引起,對我國的農(nóng)業(yè)豐收造成極大地危害,傳統(tǒng)的農(nóng)藥防治方法不僅效果差、成本高,而且污染環(huán)境,因此植物內(nèi)生菌的抗病原菌作用就顯得異常重要,已成為生防研究的熱點(diǎn)。許多研究證明,健康植物體內(nèi)存在的大量內(nèi)生細(xì)菌是植物病害生物防治的潛在資源菌,王剛等[9]已在小麥作物體內(nèi)分離篩選到對病原菌具有拮抗作用的內(nèi)生細(xì)菌,另外,從玉米中分離到的內(nèi)生菌Enterobactercloaceae,與玉米拌種,也能有效防治玉米病害[1]?！　?.4增加宿主抗蟲害的潛力　　內(nèi)生菌還具有增強(qiáng)宿主對各種其他生物如線蟲、昆蟲及哺乳動(dòng)物的抗性,保護(hù)宿主

7、免受危害的潛力。孫民武等用電擊穿孔法將蘇云金芽孢桿菌的毒蛋白基因轉(zhuǎn)入到增產(chǎn)菌中的野生型枯草芽孢桿菌(Bacillussubilis90-8)、蠟狀芽孢桿菌(B.brevisA-5)中,構(gòu)建成穩(wěn)定表達(dá)的Bt增產(chǎn)菌,與飼料混合后飼喂煙青蟲,殺蟲率可達(dá)90%以上[7],如果能將這些具有抗蟲害作用的內(nèi)生菌成功應(yīng)用于農(nóng)作抗蟲害物上,對農(nóng)作物的增產(chǎn)增收以及環(huán)境保護(hù)都是非常有意義的。因此,內(nèi)生菌抗蟲害的開發(fā)潛力也是巨大的。　　2結(jié)語