微生物與植物之間的共生關(guān)系

1、第十章 微生物與植物的共生關(guān)系第一節(jié)第一節(jié) 微生物與植物的共生固氮作用微生物與植物的共生固氮作用第二節(jié)第二節(jié) 菌根與菌根菌菌根與菌根菌第一節(jié)第一節(jié) 微生物與植物的共生固氮作用微生物與植物的共生固氮作用根瘤菌植 物光合作用生物固氮提供氮源提供氮源提供能源提供能源共生體共生體一、一、根瘤菌和結(jié)瘤豆科植物根瘤菌和結(jié)瘤豆科植物(一一)根瘤菌的三大特性根瘤菌的三大特性感染性感染性（結(jié)瘤性）（結(jié)瘤性）專一性（專一性（根瘤菌和植物根系特異性關(guān)系根瘤菌和植物根系特異性關(guān)系）有效性有效性（固氮性）（固氮性）有效根瘤（粉紅色）有效根瘤（粉紅色）無效根瘤（白色、青綠色）無效根瘤（白色、青綠色）豆血紅蛋白豆血紅蛋白第

2、一節(jié)第一節(jié) 微生物與植物的共生固氮作用微生物與植物的共生固氮作用(二二)豆科植物的結(jié)瘤情況豆科植物的結(jié)瘤情況蝶形花亞科蝶形花亞科含羞草亞科含羞草亞科蘇木亞科蘇木亞科豆科豆科90%以上的種類均能結(jié)瘤以上的種類均能結(jié)瘤不到不到1/3的種類能結(jié)瘤的種類能結(jié)瘤一、一、根瘤菌和結(jié)瘤豆科植物根瘤菌和結(jié)瘤豆科植物第一節(jié)第一節(jié) 微生物與植物的共生固氮作用微生物與植物的共生固氮作用(一一)根瘤類型及其結(jié)構(gòu)根瘤類型及其結(jié)構(gòu)二、二、根瘤及其功能根瘤及其功能第一節(jié)第一節(jié) 微生物與植物的共生固氮作用微生物與植物的共生固氮作用1 1、類型、類型有限生長型：圓形有限生長型：圓形無限生長型：為長形無限生長型：為長形 大豆根瘤

3、大豆根瘤 豌豆根瘤豌豆根瘤二、二、根瘤及其功能根瘤及其功能第一節(jié)第一節(jié) 微生物與植物的共生固氮作用微生物與植物的共生固氮作用有限型根瘤無限型根瘤第一節(jié)第一節(jié) 微生物與植物的共生固氮作用微生物與植物的共生固氮作用二、二、根瘤及其功能根瘤及其功能含菌組織：含菌組織：根瘤中固氮作用的部位。根瘤中固氮作用的部位。 類菌體：類菌體：在含菌組織內(nèi)形態(tài)和功能上與培養(yǎng)基中的根瘤菌有在含菌組織內(nèi)形態(tài)和功能上與培養(yǎng)基中的根瘤菌有 很大的區(qū)別的根瘤菌。很大的區(qū)別的根瘤菌。 * *高度分化的類菌體不能再分裂繁殖高度分化的類菌體不能再分裂繁殖。共生體：共生體：在含菌組織中由植物合成的周膜所包裹的類菌體。在含菌組織中由植

4、物合成的周膜所包裹的類菌體。 豆血紅蛋白：豆血紅蛋白：外存于類菌體周膜內(nèi)外，由蛋白質(zhì)（寄主）和血紅外存于類菌體周膜內(nèi)外，由蛋白質(zhì)（寄主）和血紅 素（類菌體）組成。素（類菌體）組成。 * *在根瘤中主要起調(diào)節(jié)氧氣的作用。在根瘤中主要起調(diào)節(jié)氧氣的作用。二、二、根瘤及其功能根瘤及其功能第一節(jié)第一節(jié) 微生物與植物的共生固氮作用微生物與植物的共生固氮作用(二二)根瘤的形成（教材根瘤的形成（教材P250）1 1、識別、識別2 2、根毛卷曲變形、根毛卷曲變形3 3、細(xì)菌侵入根內(nèi)，侵入線形成、細(xì)菌侵入根內(nèi)，侵入線形成4 4、根瘤發(fā)生并成熟、根瘤發(fā)生并成熟二、二、根瘤及其功能根瘤及其功能第一節(jié)第一節(jié) 微生物與植

5、物的共生固氮作用微生物與植物的共生固氮作用(二二)根瘤的形成（教材根瘤的形成（教材P250）(三三)根瘤的功能根瘤的功能二、二、根瘤及其功能根瘤及其功能第一節(jié)第一節(jié) 微生物與植物的共生固氮作用微生物與植物的共生固氮作用1、根瘤功能的產(chǎn)生與持續(xù)、根瘤功能的產(chǎn)生與持續(xù)2、根瘤中充氣細(xì)胞間隙的作用、根瘤中充氣細(xì)胞間隙的作用通氣作用通氣作用3、根瘤中豆血紅蛋白的功能、根瘤中豆血紅蛋白的功能調(diào)節(jié)氧分壓調(diào)節(jié)氧分壓第二節(jié)第二節(jié) 菌根與菌根菌菌根與菌根菌菌根：是指某些真菌與植物的共生體菌根：是指某些真菌與植物的共生體菌根菌：能與特定植物形成菌根的真菌菌根菌：能與特定植物形成菌根的真菌第二節(jié)第二節(jié) 菌根與菌根菌

6、菌根與菌根菌（一）主要特征（一）主要特征一、外生菌根一、外生菌根真菌菌絲在植物幼根表面生長并交織呈鞘套狀結(jié)構(gòu)真菌菌絲在植物幼根表面生長并交織呈鞘套狀結(jié)構(gòu)鞘套內(nèi)層菌絲部分穿入根皮層組織的細(xì)胞間隙形成網(wǎng)狀菌絲體鞘套內(nèi)層菌絲部分穿入根皮層組織的細(xì)胞間隙形成網(wǎng)狀菌絲體哈蒂氏（哈蒂氏（Harting）網(wǎng)）網(wǎng)外生菌根無根毛，由包在根外的真菌菌絲代替根毛的功能外生菌根無根毛，由包在根外的真菌菌絲代替根毛的功能（P261圖10-17）（P260圖10-16）第二節(jié)第二節(jié) 菌根與菌根菌菌根與菌根菌（二）形成外生菌根的植物和真菌（二）形成外生菌根的植物和真菌一、外生菌根一、外生菌根木本植物木本植物森林喬木、森林喬

7、木、松科植物松科植物擔(dān)子菌擔(dān)子菌、子囊菌、接合菌、半知菌、子囊菌、接合菌、半知菌第二節(jié)第二節(jié) 菌根與菌根菌菌根與菌根菌（三）外生菌根的形成過程（三）外生菌根的形成過程（P261）一、外生菌根一、外生菌根 從植物苗期開始外生菌就開始形成，從植物苗期開始外生菌就開始形成，菌絲隨著植物根的不斷生長而生長，并菌絲隨著植物根的不斷生長而生長，并交織形成菌套。交織形成菌套。 第二節(jié)第二節(jié) 菌根與菌根菌菌根與菌根菌（四）外生菌根的形成條件（四）外生菌根的形成條件土壤條件土壤條件一、外生菌根一、外生菌根（1 1）豐富的有機質(zhì)）豐富的有機質(zhì)（2 2）良好的通氣狀況）良好的通氣狀況（3） 適度的有效養(yǎng)分適度的有效

8、養(yǎng)分第二節(jié)第二節(jié) 菌根與菌根菌菌根與菌根菌一、外生菌根一、外生菌根（五）外生菌根的作用（五）外生菌根的作用 1 1、對植物營養(yǎng)和生長的作用、對植物營養(yǎng)和生長的作用 a、擴大寄主植物的吸收面；擴大寄主植物的吸收面； b、菌根菌能產(chǎn)生生長刺激素。、菌根菌能產(chǎn)生生長刺激素。 2 2、 防御病害的作用防御病害的作用 a a、 外生菌根根圈微生物起著防御病菌侵染的作用；外生菌根根圈微生物起著防御病菌侵染的作用； b b、 外生菌根的菌套和哈帝氏網(wǎng)的機械屏障作用；外生菌根的菌套和哈帝氏網(wǎng)的機械屏障作用； c c、 外生菌根真菌進入植物根部時，根部細(xì)胞會產(chǎn)生一外生菌根真菌進入植物根部時，根部細(xì)胞會產(chǎn)生一 些

9、抑菌物質(zhì)些抑菌物質(zhì) d d、 產(chǎn)生抗生素產(chǎn)生抗生素。二、泡囊二、泡囊叢枝菌根（叢枝菌根（VA菌根）菌根）第二節(jié)第二節(jié) 菌根與菌根菌菌根與菌根菌內(nèi)囊霉科內(nèi)囊霉科的部分真菌與的部分真菌與植物植物形成的共生體形成的共生體禾禾本科和豆科植物本科和豆科植物（一）（一）VA菌根的一般結(jié)構(gòu)菌根的一般結(jié)構(gòu)二、泡囊二、泡囊叢枝菌根（叢枝菌根（VA菌根）菌根）第二節(jié)第二節(jié) 菌根與菌根菌菌根與菌根菌（一）（一）VA菌根的一般結(jié)構(gòu)菌根的一般結(jié)構(gòu)二、泡囊二、泡囊叢枝菌根（叢枝菌根（VA菌根）菌根）第二節(jié)第二節(jié) 菌根與菌根菌菌根與菌根菌a、菌絲菌絲b、叢枝：叢枝：進入根皮層細(xì)胞內(nèi)的菌絲經(jīng)過連續(xù)進入根皮層細(xì)胞內(nèi)的菌絲經(jīng)過連

10、續(xù) 的雙叉分枝成為立體的灌木狀結(jié)構(gòu)的雙叉分枝成為立體的灌木狀結(jié)構(gòu) 。c、泡囊：泡囊：侵入細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞間的菌絲的侵入細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞間的菌絲的 末端膨大而成，一般呈圓形成或橢圓形結(jié)構(gòu)。末端膨大而成，一般呈圓形成或橢圓形結(jié)構(gòu)。 根內(nèi)菌絲根內(nèi)菌絲根外菌絲根外菌絲二、泡囊二、泡囊叢枝菌根（叢枝菌根（VA菌根）菌根）第二節(jié)第二節(jié) 菌根與菌根菌菌根與菌根菌（二）影響（二）影響VA菌根形成的因素菌根形成的因素1、菌根菌繁殖體數(shù)目及發(fā)芽速度、菌根菌繁殖體數(shù)目及發(fā)芽速度2、菌種侵染能力、菌種侵染能力3、根系發(fā)育的好壞、根系發(fā)育的好壞4、環(huán)境因素、環(huán)境因素營養(yǎng)營養(yǎng)光照光照水分水分第二節(jié)第二節(jié) 菌根與菌根菌菌根與菌根菌

11、三、菌根菌的應(yīng)用三、菌根菌的應(yīng)用提高宿主植物的吸磷能力提高宿主植物的吸磷能力有助于植物吸收有助于植物吸收CuCu、ZnZn、MnMn、FeFe等微量元素等微量元素促進了寄生植物體內(nèi)的水分運輸，增強植物的抗旱性促進了寄生植物體內(nèi)的水分運輸，增強植物的抗旱性產(chǎn)生激素刺激寄主植物生長產(chǎn)生激素刺激寄主植物生長刺激某些有益根際微生物的活動，促進根瘤菌結(jié)瘤固氮刺激某些有益根際微生物的活動，促進根瘤菌結(jié)瘤固氮抑制了植物根的某些病害抑制了植物根的某些病害（一）菌根菌的主要作用（一）菌根菌的主要作用（P261P261、265-267265-267）第二節(jié)第二節(jié) 菌根與菌根菌菌根與菌根菌三、菌根菌的應(yīng)用三、菌根菌

12、的應(yīng)用（二）應(yīng)用（二）應(yīng)用a、外生菌根的應(yīng)用、外生菌根的應(yīng)用寄生范圍廣寄生范圍廣分布廣分布廣 抗逆性強抗逆性強 易分離易培養(yǎng)易分離易培養(yǎng)彩色豆馬勃彩色豆馬勃客土法接種客土法接種松松 茸茸第二節(jié)第二節(jié) 菌根與菌根菌菌根與菌根菌三、菌根菌的應(yīng)用三、菌根菌的應(yīng)用（二）應(yīng)用（二）應(yīng)用b、VA菌根的應(yīng)用菌根的應(yīng)用苗期預(yù)接種苗期預(yù)接種 微生物農(nóng)藥種類及特點微生物農(nóng)藥種類及特點 2011-03-21 作者：admin 微生物農(nóng)藥（microbial pesticide）包括農(nóng)用抗生素和活體微生物農(nóng)藥。為利用微生物或其代謝產(chǎn)物來防治危害農(nóng)作物的病、蟲、草、鼠害及促進作物生長。它包括以菌治蟲、以菌治菌、以菌除草

13、等。這類農(nóng)藥具有選擇性強，對人、畜、農(nóng)作物和自然環(huán)境安全，不傷害天敵，不易產(chǎn)生抗性等特點。這些微生物農(nóng)藥包括細(xì)菌、真菌、病毒或其代謝物，例如蘇云金桿菌、白僵菌、核多角體病毒、井岡霉素、C型肉毒梭菌外毒素等。隨著人們對環(huán)境保護越來越高的要求，微生物農(nóng)藥無疑是今后農(nóng)藥的發(fā)展方向之一。 （一）微生物農(nóng)藥微生物農(nóng)藥的定義和種類 定義： 微生物農(nóng)藥是利用微生物及其基因產(chǎn)生或表達的各種生物活性成分，制備出用于防治植物病蟲害、環(huán)衛(wèi) 昆蟲、雜草、鼠害以及調(diào)節(jié)植物生長的制劑的總稱。是指由細(xì)菌、真菌、放線菌、病毒等微生物及其代謝產(chǎn)物加工制成的農(nóng)藥。 種類：按照微生物農(nóng)藥的用途，微生物農(nóng)藥可分為微生物殺蟲劑、微生物

14、除草劑、微生物生長調(diào)節(jié)劑、微生物殺菌劑和微生物生態(tài)制劑等。按微生物源農(nóng)藥來源微生物源農(nóng)藥包括農(nóng)用抗生素和活體微生物農(nóng)藥兩大類。 （1）農(nóng)用抗生素是由抗生菌發(fā)酵產(chǎn)生的具有農(nóng)藥功能的次生代謝物質(zhì)，它們都是有明確分子結(jié)構(gòu)的化學(xué)物質(zhì)?，F(xiàn)已發(fā)展成為生物源農(nóng)藥的重要大類。用于防治真菌病害的有井岡霉素、滅瘟素、春雷霉素、多抗霉素、有效霉素等；用于防治細(xì)菌病害的有鏈霉素、土霉素等；用于防治螨類的有瀏陽霉素、華光霉素、橘霉素(梅嶺霉素)等；用于防治害蟲的有阿維菌素、多殺菌素、蟲螨霉素、敵貝特等；用于除草的雙丙氨膦；用作植物生長調(diào)節(jié)劑的赤霉素、比洛尼素(pironetin)等。 （2）活體微生物農(nóng)藥是利用有害生物

15、的病原微生物活體作為農(nóng)藥，以工業(yè)方法大量繁殖其活體并加工成制劑來應(yīng)用，而其作用實質(zhì)是生物防治。按病原微生物分類有： 真菌殺蟲劑，如白僵菌、綠僵菌；細(xì)菌殺蟲劑，如蘇云金桿菌(B.t.制劑)、日本金龜子芽孢桿菌、防治蚊蟲的球狀芽孢桿菌；病毒殺蟲劑，包括核多角體病毒、顆粒體病毒、質(zhì)多角體病毒，均有高度專一性；用弱毒化病毒防治植物病毒病也是一種利用途徑；微孢子原蟲殺蟲劑，例如防治蝗蟲的微孢子原蟲已有商品化應(yīng)用；利用對昆蟲無專性寄生的線蟲開發(fā)作為殺蟲劑的研究，正進入實用階段；真菌除草劑，如中國開發(fā)的魯保一號；細(xì)菌殺菌劑，如地衣芽孢桿菌、蠟狀芽孢桿菌、假單胞菌、枯草芽孢桿菌、木霉菌、菇類蛋白多糖等；細(xì)菌殺鼠劑，如C型肉毒梭菌毒素、D型肉毒梭菌毒素。 由于社會對環(huán)境的壓力大及化學(xué)農(nóng)藥研究開發(fā)費用高等原因，微生物源農(nóng)藥越來越受到人們的青睞，研究開發(fā)也取得