植物內(nèi)生菌及其應(yīng)用研究

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1、植物內(nèi)生菌及其應(yīng)用研究：植物內(nèi)生菌是一種新型的微生物資源，具有重大的研究意義和潛在的應(yīng)用價(jià)值。本文從植物內(nèi)生菌概念、起源、內(nèi)生菌生物學(xué)功能及其應(yīng)用等不同方面對(duì)植物內(nèi)生菌在國內(nèi)外的研究歷史和現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述,以期更好的研究和了解植物內(nèi)生菌?！　￡P(guān)鍵詞：植物內(nèi)生菌生物多樣性活性物質(zhì)應(yīng)用　　　　1833年，人們發(fā)現(xiàn)從小麥葉片中可長(zhǎng)出一種性質(zhì)不明的銹狀物，經(jīng)過研究得知，這種銹狀物為真菌，即現(xiàn)在所說的銹菌夏孢子。而內(nèi)生菌(Endophyte)一詞真正的提出是在1866年由DeBary首先提出，它是指在健康植物寄主中度過全部或近乎全部生

2、活周期而不使寄主表現(xiàn)任何癥狀的一類微生物(主要為真菌和細(xì)菌)，它生活在植物的各種組織和器官內(nèi)部,是植物微生態(tài)系統(tǒng)中的天然組成成分。　　內(nèi)生菌長(zhǎng)期生活在植物體內(nèi)的特殊環(huán)境中，并與寄主協(xié)同進(jìn)化，在演化過程中兩者形成了互惠共生關(guān)系。一方面內(nèi)生菌可從寄主中吸取營養(yǎng)供自己生長(zhǎng)所需，另一方面內(nèi)生菌在寄主的生長(zhǎng)發(fā)育和系統(tǒng)演化過程中起重要的作用。有資料顯示，一些植物內(nèi)生微生物與宿主發(fā)生關(guān)系時(shí)，可促進(jìn)植物對(duì)惡劣環(huán)境的適應(yīng),加強(qiáng)系統(tǒng)的生態(tài)平衡,明顯增強(qiáng)宿主的抗病性，提高植物的生產(chǎn)力。因此它的廣泛的生物學(xué)作用及其在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用潛力已引起了人們的

3、興趣和關(guān)注，合理利用植物內(nèi)生菌是有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。本文主要綜述了近年來內(nèi)生菌在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用的研究進(jìn)展。　　1、植物內(nèi)生菌的起源與種類　　自從1886年Bary提出內(nèi)生菌概念以后的大約100年間，內(nèi)生菌的研究進(jìn)展緩慢。直到1993年,美國蒙大拿州立大學(xué)Strobel從短葉紅豆杉的韌皮部分離到一株產(chǎn)新型抗癌物質(zhì)紫杉醇的內(nèi)生真菌,從而啟發(fā)了人們可以從植物內(nèi)生菌尋找植物產(chǎn)生的相同或相似的化合物,進(jìn)而刺激了植物內(nèi)生菌的研究?！　￡P(guān)于內(nèi)生菌的起源問題有著多種假說。大致分為三類:有人認(rèn)為內(nèi)生菌是通過植物種子傳遞給植物的；有人認(rèn)為

4、內(nèi)生菌最初可能是通過對(duì)植物細(xì)胞纖維素的降解，破壞植物細(xì)胞壁，從而進(jìn)入植物體內(nèi)；還有人認(rèn)為有的根際菌可以通過植物側(cè)根的裂縫進(jìn)入植物當(dāng)中，經(jīng)過長(zhǎng)期的協(xié)同進(jìn)化，與植物建立了一種和諧的內(nèi)生關(guān)系,成為內(nèi)生菌。對(duì)于內(nèi)生菌的起源還沒有定論，筆者認(rèn)為三種假說均有一定的道理,三種途徑均可能是內(nèi)生菌的起源方式。　　植物內(nèi)生菌為植物組織內(nèi)的正常菌群，它分布廣，種類多廣泛分布于各種陸生及水生的低等植物和高等植物中，主要包括內(nèi)生真菌、內(nèi)生細(xì)菌和內(nèi)生放線菌等，幾乎所有植物中都存在內(nèi)生菌。　　內(nèi)生真菌廣泛分布于各種陸生及水生植物，從低等的藻類植物、苔蘚

5、植物和蕨類植物到高等的裸子植物、被子植物，遍及整個(gè)植物界。最早的內(nèi)生真菌是從禾本科植物中發(fā)現(xiàn)的，研究資料表明：現(xiàn)已從上千種雙子葉、單子葉植物，幾百種禾本科植物中分離到內(nèi)生真菌171屬，涉及到子囊菌、擔(dān)子菌、接合菌、卵菌、有絲分裂孢子真菌及其無孢菌類等真菌類群。其中子囊菌40屬、擔(dān)子菌3屬、接合菌3屬、卵菌3屬，其余122屬為有絲分裂孢子真菌。對(duì)于不同植物，其分離到的內(nèi)生真菌數(shù)量不等，通常為數(shù)種至數(shù)十種，有的甚至多達(dá)數(shù)百種。用一般方法很容易從植物的各種組織分離到內(nèi)生真菌,通常以植物的根部、葉鞘、種子內(nèi)生真菌較多?！　?nèi)生細(xì)菌

6、在植物中的數(shù)量比內(nèi)生真菌要少得多，植物體內(nèi)也廣泛分布著內(nèi)生細(xì)菌。自20世紀(jì)中葉起，國外就已經(jīng)在多種植物中分離得到了不同種屬的內(nèi)生細(xì)菌。國內(nèi)雖然起步較晚，但有人從番茄、棉花、辣椒、哈密瓜和水稻等不同種類的植物中分離得到多種內(nèi)生細(xì)菌，主要有以下幾個(gè)屬：芽孢桿菌屬、黃單孢菌屬、假單孢菌屬、歐文氏菌屬及短小桿菌屬，其中屬于芽孢桿菌屬的菌株數(shù)在多種植物中都為最多。研究結(jié)果顯示，一般在植物根部與種子中內(nèi)生細(xì)菌的含量比較高，而在莖和葉中相對(duì)較少。不同植物，有的根部最多，有的則種子中最多，然而也有一些從葉中分離到的內(nèi)生細(xì)菌數(shù)會(huì)比根部多。馬

7、冠華、肖崇剛等人認(rèn)為，內(nèi)生細(xì)菌在同種植物不同部位的分布可能會(huì)受具體生長(zhǎng)環(huán)境中的多種因素影響，例如一些地區(qū)常下酸雨，其葉片中的內(nèi)生細(xì)菌數(shù)量將有可能隨之而發(fā)生變化。　　放線菌是產(chǎn)生生物活性物質(zhì)最多的一類微生物。目前已知的放線菌至少有180個(gè)屬，4000多種，大多數(shù)的內(nèi)生放線菌大部分是絲狀放線菌、鏈霉菌屬，從放線菌發(fā)現(xiàn)的生物活性物質(zhì)至少有11000多種，大家熟知的內(nèi)生放線菌是弗蘭克氏菌,它們至少能與14個(gè)科300多種非豆科植物共生。目前研究?jī)?nèi)生放線菌的植物已達(dá)上百種，涉及藻類、針葉樹、灌木和草本等多個(gè)類群，其中研究較多的植物有牧

8、草、棉花、小麥、高粱、水稻等。近些年來,從植物發(fā)現(xiàn)了大量的其它內(nèi)生放線菌。　　2、植物內(nèi)生菌的生物學(xué)作用　　雖然植物內(nèi)生菌在植物體中的生物量很微少，但由于其特殊的生活環(huán)境決定了它對(duì)宿主植物具有廣泛的、有益的生物學(xué)作用，主要是通過自身的代謝產(chǎn)物或借助信號(hào)傳導(dǎo)作用對(duì)宿主產(chǎn)生影響，因而可促進(jìn)宿主植物對(duì)環(huán)境的適