根際微生物與植物的相互作用

根際微生物與植物的相互作用匯報人：目錄CONTENTS01根際的定義與意義根際微生物對植物的影響根際形成的共生關系根際微生物在生態(tài)修復的應用02030401根際的定義與意義定義：“根際”植物根系直接影響下的特殊生態(tài)環(huán)境，即從根表面到距根1～2mm范圍受根系分泌物控制的薄層土壤?！案H效應”在根際中，植物根系的細胞組織脫落物和根系分泌物為根際微生物提供了豐富的營養(yǎng)和能量，使植物根際中的微生物數量和活性顯著高于根際外土壤的現(xiàn)象。

“根際微生物”是指緊密附著于根際土壤顆粒中的微生物，以細菌為主，其中革蘭氏陰性菌占優(yōu)勢，最常見的有假單胞菌屬、黃色桿菌屬、產喊桿菌屬、土壤桿菌屬等。根際的定義與意義根際的意義植物根系分泌物氨基酸：各種氨基酸；有機酸：乙酸，丁酸，乳酸，檸檬酸，蘋果酸等；碳水化合物：葡萄糖，果糖，核糖，半乳糖等；維生素類物質：生物素，硫胺素等。植物根系的細胞組織脫落物死亡根系和脫落的根毛、根冠、根表皮細胞等。A.根系分泌物和脫落物是根際微生物的重要營養(yǎng)和能源；根際的定義與意義根際的意義離根越近，CO2的含量越高，O2的含量越低；O2含量少影響根際范圍的Eh，一般偏低；由于根系分泌有機酸影響根際的pH值，一般偏酸。B.根系的呼吸作用影響根際土壤的氣體組分、pH值、Eh（氧化還原電位值）等；根際的定義與意義根際的意義根系吸收作用強，分泌物也就多，根際效應也就大。根系吸收作用強，根際水分充足，根際微生物發(fā)育量也就大。C.根系的吸收作用對根際土壤微生物的影響；D.根際溫度一般比非根際土壤溫度高1-2℃;E.根系的穿插作用，使根際的水分狀況和通氣條件優(yōu)于非根際。以上條件都有利于形成有利于根際微生物生長繁殖的微環(huán)境。目錄CONTENTS01根際的定義與意義根際微生物對植物的影響根際形成的共生關系根際微生物在生態(tài)修復的應用02030402根際微生物對植物的影響根際微生物類群根際細菌：以G-的細菌為主，假單胞菌、黃桿菌、產堿桿菌、無色桿菌、色桿菌等；根際放線菌：以鏈霉菌屬種為主；根際真菌：鐮刀菌、曲霉屬、絲核菌、木霉、腐霉等；根際原生動物：根際線蟲；以細菌為主，其次還有放線菌、真菌、原生動物等。線蟲曲霉菌銅綠假單胞菌鏈霉菌根際微生物對植物的影響根際微生物對植物的作用有效化營養(yǎng)元素——微生物的代謝作用加強了有機質的分解，促進植物營養(yǎng)元素的礦化，增強了對作物的養(yǎng)分供應。(根際微生物通過溶解礦物中的磷酸鹽，給植物提供可溶性的磷酸鹽，加快植物對磷酸鹽的吸收。)促進植物生長——根際微生物能合成多種生長素、植物生長激素，加速種子萌發(fā)和根毛發(fā)育。根際微生物分泌的抗生素類物質，有助于作物抵抗土著性病原菌的危害，也利于與其它根際微生物建立協(xié)作關系。產生鐵載體改善植物的生長條件，促進植物生長。根際中的菌絲體可以轉移植物中的放射線物質和重金屬等有害物質。根際微生物產生二氧化碳，可增加鈣物質可溶性，利于植物吸收。根際中自生固氮菌可以固定大量的N2，給植物提供有機和無機氮。1.有益的影響。根際微生物對植物的影響根際微生物對植物的作用微生物與植物競爭礦質營養(yǎng)，在一定時間內減少了對植物養(yǎng)分的供應，造成對植物生長的不利。反消化細菌使含氮物質變成N2，養(yǎng)分損失。細菌對某些重要元素的固定可嚴重影響植物的發(fā)育。(例如：細菌固定鋅會導致果樹得小葉病；細菌固定氧化錳會使燕麥得灰斑病。)由于不同植物根際條件的選擇性，某些病原菌在相應植物的根際得到加富，更助長了病害的發(fā)生。長期種植同一作物造成根際有毒物質積累，雖然每年施肥充足和采用相同的栽培措施，但作物產量仍每年下降的現(xiàn)象。某些微生物產生的有毒物質能抑制種子的發(fā)芽、幼苗的生長和根系的伸長。根際微生物產生生長激素過高，可抑制植物生長。2.不利的影響。目錄CONTENTS01根際的定義與意義根際微生物對植物的影響根際形成的共生關系根際微生物在生態(tài)修復的應用02030403根際形成的共生關系1.菌根外生菌根真菌菌絲在植物幼根表面生長并交織成鞘套狀結構包在根外，使根呈臃腫狀態(tài)。形成于木本植物，大多數為森林喬木。內生菌根菌絲直接入侵根表皮細胞內和細胞外，不形成哈氏網；在皮層細胞內的菌絲，其頂端膨大且分枝，形成泡囊；多形成于禾本科和豆科植物。菌根是某些真菌和植物根系的互惠共生聯(lián)合體。真菌叫做菌根菌，包括子囊菌和擔子菌。內生菌根外生菌根根際形成的共生關系1.菌根增加宿主根的壽命；增加從土壤中吸收營養(yǎng)物質的速率；選擇性吸收磷酸根，含氮化合物，鉀離子和鈣離子，再傳給植物；增加對植物致病微生物、毒素的抗性；增加植物抗高溫、干旱和pH等不良環(huán)境；1.外生菌根有益的影響。外生菌根菌的研究應用，對于發(fā)展林業(yè)育苗，促進林木生長發(fā)育以及綠化荒山、礦廠廢地有重要意義。試驗表明：利用外生菌根可使樹木提前4～5年成材。對外生菌根菌及其菌根關系的研究對進一步馴化野生食用菌，擴大優(yōu)質食用菌栽培生產也具有實際意義。根際形成的共生關系1.菌根植物光合作用為真菌的生長發(fā)育提供碳源和能源。叢枝菌根增加了根圈的范圍，增加了根系對水分的吸收，提高植物的抗旱能力，改善植物營養(yǎng)條件。叢枝菌根在植物吸收養(yǎng)料中的作用：擴大根系吸收范圍，提高了從土壤溶液中吸收養(yǎng)料的吸收率。促進根圈微生物的固氮菌、磷細菌生長，并對共生固氮微生物的結瘤有良好的影響。與植物病害關系：有好有壞。2.內生菌根有益的影響。增加植物根系對水分和營養(yǎng)物質的吸收；增加植物根系對磷素的吸收：分泌植素酶、磷酸酶，增加對有機磷化物的分解；菌根菌可打破根系的抑磷圈，增加磷的吸收。菌根真菌分泌生長激素刺激根系生長。根際形成的共生關系2.根瘤參與結瘤的細菌有根瘤菌、固氮根瘤菌和緩慢根瘤菌。固氮根瘤菌能在熱帶豆科植物莖上結瘤，并以游離生活狀態(tài)利用N2進行生長（其它根瘤菌沒有此功能）植物根瘤和其中的根瘤菌之間的互惠共生關系，因為有了這種關系對于保持土壤肥力，增加農作物產量起著重要的作用。根瘤菌根瘤目錄CONTENTS01根際的定義與意義根際微生物對植物的影響根際形成的共生關系根際微生物在生態(tài)修復的應用02030404根際微生物在生態(tài)修復的應用1.多環(huán)芳烴污染土壤的修復多環(huán)芳烴是2個或2個以上的芳香環(huán)稠合在一起的一類惰性較強、性質穩(wěn)定的持久性有機污染物。對于PAHs重度污染土壤，土壤中微生物群落受到其毒害影響，相應微生物的數量較少，植物修復的修復效率相對較低，可在利用植物進行污染土壤修復的同時，向土壤中接種細菌或真菌，增加微生物的數量提高植物修復有機污染物效果。研究表明，紫花苜蓿通過根際效應可以有效刺激土壤根際土著微生物活性和數量的增加，從而有效促進土壤PAHs降解，接種菌根真菌能增加PAHs的生物可利用性，提高吸收率與礦化率。紫花苜蓿多環(huán)芳烴菌根真菌根際微生物在生態(tài)修復的應用2.濕地沉積物中多環(huán)芳烴降解多環(huán)芳烴是水環(huán)境中普遍存在的一類具有遺傳毒性、芳烴受體效應和內分泌干擾效應的污染物。水生植物的根際效應和功能內生菌的定殖可以有效地控制和修復多環(huán)芳烴污染的沉積物。研究發(fā)現(xiàn)，植物能夠釋放包括萜烯、類黃酮、木素衍生物在內的有機化合物，這些物質的化學結構與污染物相似，因此它們可以誘導根際微生物ＰＡＨｓ降解基因的表達，從而促進ＰＡＨｓ的生物降解。研究表明，濕地很