根际促生菌发挥促生作用的机制

摘要

对植物有益的根际微生物可以通过直接促进植物生长而表现对植物的有益方面,即非致病性病原菌;另外也可以通过保护植物免于土传病害(大多数是有真菌引起)的危害,从而间接地促进植物生长.Hiltner发现在植物根围(即有植物根部影响的土层)比其周围的同样体积的土壤中含有更多的细菌.虽然根围周围的细菌数量是其他土壤中的10～1000倍,但是仍然低于在实验室中培养基中平均值的百分之一.因此,根际细菌的生活方式是一种典型的饥饿模式.根际细菌为了发挥其在根际环境中的有利影响.细菌必须作为根际组成的一员,这样可以有效地与其他的根际微生物竞争由植物根部分泌的营养物质.竞争在根部的寄生位点.①根际微生物所需要的营养由植物根部分泌的有机物质包括氨基酸、脂肪酸、有机酸、笨酚、植物生长调节剂、腐胺、固醇、耱类以及维生素等.这些物质可以被根际微生物利用,同时也可以产生一些被植物利用的物质.②根表定殖细菌在植物根表面经常是由一层微囊膜覆盖,应用改良的扫描电子显微镜技术,可以将这层膜半透明.可以看到在根表的细菌.③直接植物促生作用植物根际促生作用在病原菌缺乏的时候可以促进植物的生长,根据该机制.促进植物生长的细菌可以划分为几个级别.④生物肥料一些根际细菌在没有病原菌存在时可以促进植物的生长.细菌肥料提供植物营养,例如Rhizobium和Brabyrhizobium等固氮菌可在豆科植物像大豆、豌豆、花生和苜蓿等的根部形成小根瘤,将N2转化为氨,可以被植物作为氮源吸收利用.⑤根际修复土壤中的污染物的降解问题可以由细菌解决.虽然有效在实验室中有很高的效率,但是在大田应用中很难采用,他们的基础新陈代谢是依赖对污染物的降解.事实上这些细菌在施用后很快就会处于饥饿状态,降解污染物的速率就很低.⑥植物激发子在没有病原物存在下一些细菌可以产生一些可刺激使植物生长的物质.最熟悉的例子是植物生长素.另外,一些特定的挥发物和辅因子吡咯喹啉醌都可以刺激植物的生长.植物根部促生作用的植物生长素存在于根部分泌物中,通常是从分泌的亮氨酸合成来的.辅因子PQQ被描述物一种植物生长促进剂.PQQ的合成促进黄瓜和番茄的生长.结果表明,PQQ在植物中是一种重要的抗氧化荆.但是,这种作用是间接的,因为PQQ是多种酶的辅因子例如涉及抗菌活性和诱导抗病性相关的酶等.⑦应激调控因子植物生长促进细菌包括ACC脱氨酶,通过降低乙稀水平促进植物生长和发育.这种细菌吸收乙稀的前体物质ACC,将其转化为2-氧桥丁酸和NH3.多种形式的胁迫因ACC解氨酶的产生而减轻,例如致病细菌的影响,对多环芳烃、重金属盐(如Ca2+和Ni2+)和盐及气流的胁迫.