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1、植物根圍促生細菌作用機制的研究摘要植物根圍促生細菌不僅能夠促進植物生長，增加作物的產量，還能提高防病能力。闡述了植物根圍促生細菌的作用機制，包括促進植物生長的機制和生物防治的機制。關鍵詞生物防治；植物根圍促生菌；作用機制植物根圍促生細菌（簡稱PGPR）泛指所有能促進植物生長的細菌，即來自葉圍、土壤或其他生境的細菌，包括產生直接促生作用和通過病原菌的生物防治而間接促進生長的細菌。考慮到包括的細菌范國很廣，有時也泛指所有的植物有益菌（Plant-benificialbacteria,PBB）,因此最近有人建議將其劃分為兩人類，即：生防PGPR（biocontrol-PGPR）和PGPR［1
2、］,據(jù)不完全統(tǒng)計，有20多個屬的PGPR具有防病促生潛能［2,3］,但其作用機制至今述不是很清楚［4］。有人報道，大多數(shù)PGPR是通過減少有害微生物群體間接促進植物生長［5］；而有的研究認為植物促生菌是通過誘導植物生理代謝發(fā)生變化直接促進植物生長［6］。筆者認為PGPR以何種方式發(fā)揮促生作用，其作用機制不外乎下面2種。1PGPR促進植物牛長的機制一般PGPR促進植物生長的機制，可分為直接與間接2種方式。直接的促進作用包扌舌產生植物生長激素、固氮作用、加強對營養(yǎng)物質的吸收利用（最重要的是對鐵離子的利用和固態(tài)磷的溶解）等。間接的作用方式指的是通過抑制病原菌的生長及改善病原菌對植物的侵染條件
3、，從而促進植物的生長。1」植物生長調節(jié)作用許多微生物（某些致病病原菌或某些促生菌）可通過干擾植物的內源激素或提供外源激素而影響作物。植物促生菌主要通過調節(jié)植物生長素和乙烯水平來達到促進作物生長發(fā)育的口的。植物激素對植物生長發(fā)育的影響，以生長素的作用最為明顯。植物生長索主要是IAA（眄
4、味3■乙酸）及其類似物。在一定濃度時,IAA專司細胞伸長，具有刺激生長Z功效。此外，IAA可引導植物莖對光作出反應使其向上生長，可引導根對重力作出反應使其向下生長。大量的研究表明，大部分與植物有關的細菌都產生IAAo據(jù)估計，土壤細菌中約有80%的細菌產生IAA,并對植物內源IAA庫產生影響。促進植物根系生
5、長是植物促生菌的一個主要特征。植物根圍的促生菌可合成IAA,并提供給植物根系成為促進根系生長的外源IAA［7］0乙烯的止常生理功能是協(xié)助打破種了休眠、促進植物成熟和衰老。植物一生大部分生長發(fā)育階段只需水平很低的乙烯，只是在接近成熟和衰老階段才大量合成乙烯。然而，當植物在生長發(fā)育階段如遇不良環(huán)境因素（如淹水、高溫等）、機械損傷或病蟲害侵襲時會產生大量乙烯作為植物對環(huán)境的一種生理應激反應。應激乙烯的產生在某種意義上來說是植物的一種自我保護反應，如誘導在被病原侵染處或受傷處形成栓化組織來防止侵染擴大，或通過乙烯再進一步誘導抗生酶類產生等。最近研究發(fā)現(xiàn)，多種植物促生菌可分泌ACC脫氨酶。這種酶
6、可將植物乙烯前體ACC分解，通過ACC脫氨酶，植物促生菌將ACC作為氮源利用，從而可大大減少植物有害乙烯的產生，促進植物的生長發(fā)育。此外，PGPR在代謝過程中除了產生植物生長索和乙烯外，還產生細胞分裂素、脫落酸、赤霉素等生長因了［8-10］o不同類型的PGPR產生的生長因了的種類與數(shù)量是有差異的，不過它們在發(fā)揮促生功能時可能是以低的濃度從生理與形態(tài)上調節(jié)，以1種為主，并結合其他的兒種調節(jié)植物生長［H］o總之，微生物的植物生長物質是否對植物產生好的或壞的影響，取決于它們的總體和相對濃度，大多數(shù)研究報道認為產生好的影響，但也有相反的結論［12］。1.2促進植物的營養(yǎng)功能來促進植物牛長植物促
7、生菌通過產生嗜鐵索向植物提供鐵■嗜鐵索復合體，從而增加植物對鐵營養(yǎng)的吸收。此外，土壤中有大量的磷，但這些磷屈于不溶性的，植物不能利用。PGPR可生產大量的冇機酸，使不溶性的磷溶解，從而加速土壤屮無效磷的有效化，增加土壤中磷對作物的供應。另外，大部分PGPR可產生固氮酶，可將根圍的氮素供給作物。這方面也許不是PGPR在農業(yè)上的重要功能，因為同共生固氮相比，其固氮能力相差很遠。但在長期缺氮的環(huán)境中，它們對植物氮索的積累有一定的促進作用，隨著基因技術對口身固氮能力的PGPR的改造，人們將會選育出具有更強固氮能力的促生菌。1.3抑制微效病原菌間接促進植物牛長微效病原菌（DRMO）指的是一類靠其
8、代謝作用而非寄生來影響植物的微生物，一般只限于影響到根或幼苗使其發(fā)育不良，生長緩慢，而不產生其他明顯的癥狀。PGPRT1T通過在根部的預先定殖和產生抗生素，而直接或間接地減輕微效病原菌對植物的有害影響，從而保護植物健康地生長發(fā)育。2PGPR牛物防治的機制PGPR不僅能夠促進植物生長，增加作物的產量，還能捉高防病能力。近20年來，有關PGPR的研究主要偏于其對植物病害，尤其是對土傳病害的生物防治方面。不同的PGPR有不同的生防機制，一種PGPR可
