微生物与植物之间的共生关系

1、第十章 微生物与植物的共生关系第一节第一节 微生物与植物的共生固氮作用微生物与植物的共生固氮作用第二节第二节 菌根与菌根菌菌根与菌根菌第一节第一节 微生物与植物的共生固氮作用微生物与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体共生体一、一、根瘤菌和结瘤豆科植物根瘤菌和结瘤豆科植物(一一)根瘤菌的三大特性根瘤菌的三大特性感染性感染性（结瘤性）（结瘤性）专一性（专一性（根瘤菌和植物根系特异性关系根瘤菌和植物根系特异性关系）有效性有效性（固氮性）（固氮性）有效根瘤（粉红色）有效根瘤（粉红色）无效根瘤（白色、青绿色）无效根瘤（白色、青绿色）豆血红蛋白豆血红蛋白第

2、一节第一节 微生物与植物的共生固氮作用微生物与植物的共生固氮作用(二二)豆科植物的结瘤情况豆科植物的结瘤情况蝶形花亚科蝶形花亚科含羞草亚科含羞草亚科苏木亚科苏木亚科豆科豆科90%以上的种类均能结瘤以上的种类均能结瘤不到不到1/3的种类能结瘤的种类能结瘤一、一、根瘤菌和结瘤豆科植物根瘤菌和结瘤豆科植物第一节第一节 微生物与植物的共生固氮作用微生物与植物的共生固氮作用(一一)根瘤类型及其结构根瘤类型及其结构二、二、根瘤及其功能根瘤及其功能第一节第一节 微生物与植物的共生固氮作用微生物与植物的共生固氮作用1 1、类型、类型有限生长型：圆形有限生长型：圆形无限生长型：为长形无限生长型：为长形 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节第一节 微生物与植物的共生固氮作用微生物与植物的共生固氮作用有限型根瘤无限型根瘤第一节第一节 微生物与植物的共生固氮作用微生物与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组织：含菌组织：根瘤中固氮作用的部位。根瘤中固氮作用的部位。 类菌体：类菌体：在含菌组织内形态和功能上与培养基中的根瘤菌有在含菌组织内形态和功能上与培养基中的根瘤菌有 很大的区别的根瘤菌。很大的区别的根瘤菌。 * *高度分化的类菌体不能再分裂繁殖高度分化的类菌体不能再分裂繁殖。共生体：共生体：在含菌组织中由植物合成的周膜所包裹的类菌体。在含菌组织中由植

4、物合成的周膜所包裹的类菌体。 豆血红蛋白：豆血红蛋白：外存于类菌体周膜内外，由蛋白质（寄主）和血红外存于类菌体周膜内外，由蛋白质（寄主）和血红 素（类菌体）组成。素（类菌体）组成。 * *在根瘤中主要起调节氧气的作用。在根瘤中主要起调节氧气的作用。二、二、根瘤及其功能根瘤及其功能第一节第一节 微生物与植物的共生固氮作用微生物与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、识别、识别2 2、根毛卷曲变形、根毛卷曲变形3 3、细菌侵入根内，侵入线形成、细菌侵入根内，侵入线形成4 4、根瘤发生并成熟、根瘤发生并成熟二、二、根瘤及其功能根瘤及其功能第一节第一节 微生物与植

5、物的共生固氮作用微生物与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节第一节 微生物与植物的共生固氮作用微生物与植物的共生固氮作用1、根瘤功能的产生与持续、根瘤功能的产生与持续2、根瘤中充气细胞间隙的作用、根瘤中充气细胞间隙的作用通气作用通气作用3、根瘤中豆血红蛋白的功能、根瘤中豆血红蛋白的功能调节氧分压调节氧分压第二节第二节 菌根与菌根菌菌根与菌根菌菌根：是指某些真菌与植物的共生体菌根：是指某些真菌与植物的共生体菌根菌：能与特定植物形成菌根的真菌菌根菌：能与特定植物形成菌根的真菌第二节第二节 菌根与菌根菌

6、菌根与菌根菌（一）主要特征（一）主要特征一、外生菌根一、外生菌根真菌菌丝在植物幼根表面生长并交织呈鞘套状结构真菌菌丝在植物幼根表面生长并交织呈鞘套状结构鞘套内层菌丝部分穿入根皮层组织的细胞间隙形成网状菌丝体鞘套内层菌丝部分穿入根皮层组织的细胞间隙形成网状菌丝体哈蒂氏（哈蒂氏（Harting）网）网外生菌根无根毛，由包在根外的真菌菌丝代替根毛的功能外生菌根无根毛，由包在根外的真菌菌丝代替根毛的功能（P261图10-17）（P260图10-16）第二节第二节 菌根与菌根菌菌根与菌根菌（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乔木、森林乔

7、木、松科植物松科植物担子菌担子菌、子囊菌、接合菌、半知菌、子囊菌、接合菌、半知菌第二节第二节 菌根与菌根菌菌根与菌根菌（三）外生菌根的形成过程（三）外生菌根的形成过程（P261）一、外生菌根一、外生菌根 从植物苗期开始外生菌就开始形成，从植物苗期开始外生菌就开始形成，菌丝随着植物根的不断生长而生长，并菌丝随着植物根的不断生长而生长，并交织形成菌套。交织形成菌套。 第二节第二节 菌根与菌根菌菌根与菌根菌（四）外生菌根的形成条件（四）外生菌根的形成条件土壤条件土壤条件一、外生菌根一、外生菌根（1 1）丰富的有机质）丰富的有机质（2 2）良好的通气状况）良好的通气状况（3） 适度的有效养分适度的有效

8、养分第二节第二节 菌根与菌根菌菌根与菌根菌一、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、对植物营养和生长的作用、对植物营养和生长的作用 a、扩大寄主植物的吸收面；扩大寄主植物的吸收面； b、菌根菌能产生生长刺激素。、菌根菌能产生生长刺激素。 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着防御病菌侵染的作用；外生菌根根圈微生物起着防御病菌侵染的作用； b b、 外生菌根的菌套和哈帝氏网的机械屏障作用；外生菌根的菌套和哈帝氏网的机械屏障作用； c c、 外生菌根真菌进入植物根部时，根部细胞会产生一外生菌根真菌进入植物根部时，根部细胞会产生一 些

9、抑菌物质些抑菌物质 d d、 产生抗生素产生抗生素。二、泡囊二、泡囊丛枝菌根（丛枝菌根（VA菌根）菌根）第二节第二节 菌根与菌根菌菌根与菌根菌内囊霉科内囊霉科的部分真菌与的部分真菌与植物植物形成的共生体形成的共生体禾禾本科和豆科植物本科和豆科植物（一）（一）VA菌根的一般结构菌根的一般结构二、泡囊二、泡囊丛枝菌根（丛枝菌根（VA菌根）菌根）第二节第二节 菌根与菌根菌菌根与菌根菌（一）（一）VA菌根的一般结构菌根的一般结构二、泡囊二、泡囊丛枝菌根（丛枝菌根（VA菌根）菌根）第二节第二节 菌根与菌根菌菌根与菌根菌a、菌丝菌丝b、丛枝：丛枝：进入根皮层细胞内的菌丝经过连续进入根皮层细胞内的菌丝经过连

10、续 的双叉分枝成为立体的灌木状结构的双叉分枝成为立体的灌木状结构 。c、泡囊：泡囊：侵入细胞内或细胞间的菌丝的侵入细胞内或细胞间的菌丝的 末端膨大而成，一般呈圆形成或椭圆形结构。末端膨大而成，一般呈圆形成或椭圆形结构。 根内菌丝根内菌丝根外菌丝根外菌丝二、泡囊二、泡囊丛枝菌根（丛枝菌根（VA菌根）菌根）第二节第二节 菌根与菌根菌菌根与菌根菌（二）影响（二）影响VA菌根形成的因素菌根形成的因素1、菌根菌繁殖体数目及发芽速度、菌根菌繁殖体数目及发芽速度2、菌种侵染能力、菌种侵染能力3、根系发育的好坏、根系发育的好坏4、环境因素、环境因素营养营养光照光照水分水分第二节第二节 菌根与菌根菌菌根与菌根菌

11、三、菌根菌的应用三、菌根菌的应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进了寄生植物体内的水分运输，增强植物的抗旱性促进了寄生植物体内的水分运输，增强植物的抗旱性产生激素刺激寄主植物生长产生激素刺激寄主植物生长刺激某些有益根际微生物的活动，促进根瘤菌结瘤固氮刺激某些有益根际微生物的活动，促进根瘤菌结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）第二节第二节 菌根与菌根菌菌根与菌根菌三、菌根菌的应用三、菌根菌

12、的应用（二）应用（二）应用a、外生菌根的应用、外生菌根的应用寄生范围广寄生范围广分布广分布广 抗逆性强抗逆性强 易分离易培养易分离易培养彩色豆马勃彩色豆马勃客土法接种客土法接种松松 茸茸第二节第二节 菌根与菌根菌菌根与菌根菌三、菌根菌的应用三、菌根菌的应用（二）应用（二）应用b、VA菌根的应用菌根的应用苗期预接种苗期预接种 微生物农药种类及特点微生物农药种类及特点 2011-03-21 作者：admin 微生物农药（microbial pesticide）包括农用抗生素和活体微生物农药。为利用微生物或其代谢产物来防治危害农作物的病、虫、草、鼠害及促进作物生长。它包括以菌治虫、以菌治菌、以菌除草

13、等。这类农药具有选择性强，对人、畜、农作物和自然环境安全，不伤害天敌，不易产生抗性等特点。这些微生物农药包括细菌、真菌、病毒或其代谢物，例如苏云金杆菌、白僵菌、核多角体病毒、井冈霉素、C型肉毒梭菌外毒素等。随着人们对环境保护越来越高的要求，微生物农药无疑是今后农药的发展方向之一。 （一）微生物农药微生物农药的定义和种类 定义： 微生物农药是利用微生物及其基因产生或表达的各种生物活性成分，制备出用于防治植物病虫害、环卫 昆虫、杂草、鼠害以及调节植物生长的制剂的总称。是指由细菌、真菌、放线菌、病毒等微生物及其代谢产物加工制成的农药。 种类：按照微生物农药的用途，微生物农药可分为微生物杀虫剂、微生物

14、除草剂、微生物生长调节剂、微生物杀菌剂和微生物生态制剂等。按微生物源农药来源微生物源农药包括农用抗生素和活体微生物农药两大类。 （1）农用抗生素是由抗生菌发酵产生的具有农药功能的次生代谢物质，它们都是有明确分子结构的化学物质。现已发展成为生物源农药的重要大类。用于防治真菌病害的有井冈霉素、灭瘟素、春雷霉素、多抗霉素、有效霉素等；用于防治细菌病害的有链霉素、土霉素等；用于防治螨类的有浏阳霉素、华光霉素、橘霉素(梅岭霉素)等；用于防治害虫的有阿维菌素、多杀菌素、虫螨霉素、敌贝特等；用于除草的双丙氨膦；用作植物生长调节剂的赤霉素、比洛尼素(pironetin)等。 （2）活体微生物农药是利用有害生物

15、的病原微生物活体作为农药，以工业方法大量繁殖其活体并加工成制剂来应用，而其作用实质是生物防治。按病原微生物分类有： 真菌杀虫剂，如白僵菌、绿僵菌；细菌杀虫剂，如苏云金杆菌(B.t.制剂)、日本金龟子芽孢杆菌、防治蚊虫的球状芽孢杆菌；病毒杀虫剂，包括核多角体病毒、颗粒体病毒、质多角体病毒，均有高度专一性；用弱毒化病毒防治植物病毒病也是一种利用途径；微孢子原虫杀虫剂，例如防治蝗虫的微孢子原虫已有商品化应用；利用对昆虫无专性寄生的线虫开发作为杀虫剂的研究，正进入实用阶段；真菌除草剂，如中国开发的鲁保一号；细菌杀菌剂，如地衣芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、假单胞菌、枯草芽孢杆菌、木霉菌、菇类蛋白多糖等；细菌杀鼠剂，如C型肉毒梭菌毒素、D型肉毒梭菌毒素。 由于社会对环境的压力大及化学农药研究开发费用高等原因，微生物源农药越来越受到人们的青睐，研究开发也取得