PGPR在根际定殖机理(文献综述).doc

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PGPR在植物根际的定殖机理研究
摘要：随着人口速度的快速增长、环境的日益破坏，人类在面临粮食短缺的生存危机的同时，粮食安全问题也严重影响着我们的生活质量。农药、化肥的大量施用所带来的粮食高产，越来越引起人们的关注，思考如何在保证粮食高产的情况下，生产出健康的食品，成为近年研究的热点。生物防治在保护生态环境的同时，能够很好地把田间杂草、病害虫等除去，符合可持续发展的要求。植物根际促生菌（PGPR）通过在植物根际定殖，发挥防病、促生的作用。研究PGPR的定殖机理，对影响其定殖因素进行人为干预，使PGPR在根际定殖数量显著增加，从而获得粮食大丰收，具有很大意义。
关键词：粮食安全PGPR定殖
根际是指受植物活根影响的土壤微区，它的范围是围绕根表面1～2mm厚的土壤。根据其对植物的作用，根际细菌(rhizobacteria)分为有益(2％～5％)，有害(8％～15％)和中性(80％～90％)3类。PGPR属于有益的一类，相对于PGPR，DRMO（DRMO=deleteriousrhizospheremicroorganisms）则是根际有毒有害的微生物。由于植物根系不断地分泌各种代谢产物，包括糖类、氨基酸、有机酸、脂肪酸和甾醇、生长素、核苷酸、黄酮、酶类以及其他化合物，为微生物提供营养；加上根表组织陆续死亡和脱落，改良周围土壤的物理和化学性质，丰富了土壤有机质，也为微生物的大量繁殖创造了条件，使植物根际具有很高的生物活性，因而植物根际是土壤微生物生活特别旺盛的区域根际中微生物的数量和活性远高于远离根的土壤，由于细菌对各种根分泌物的利用率及敏感性远远超过放线菌、真菌和原生动物等，因而在根际中占主导地位。PGPR作为对植物有益的微生物群体，对它的研究可以获得更大的生态、经济和社会价值。PGPR指的是植物根际促生菌，英文名称为Plantgrowth-promotingrhizobacteria，它是指能够促进植物对矿质营养的吸收和利用，或者产生促进植物生长的代谢物，甚至抑制有害微生物的根际细菌。一般具有固氮、溶磷、解钾能力，或能产生植物激素、分泌抗生素等功能的细菌、蓝细菌等。其具有的特色功能是防病、增产。这对于提高目前的粮食产量以及改善日益恶化的土壤环境具有重要的意义。正是由于PGPR的重要性，才吸引世界上各国的科学家对其争相研究。由于PGPR不是单独地生长在土壤中的，它是通过与植物的相互作用，即PGPR定殖到植物体上才能发挥其作用，因此，PGPR定殖机理的研究又成为研究的热点中的特点。关于定殖，不同研究者有不同的概念，有的学者将细菌能在植物根际建立相对大的群体的能力称为该菌的定殖能力[1]，另一些则认为定殖包括细菌在根际的移动、竞争力，也包括繁殖能力[2]。无论是何种概念，定殖都包括以下几个方面：一时能够在植物根际生存下来，二是能以植物根际作为细菌本身适合的环境繁殖，随着植物根系的发达而繁殖，通过与其他生物竞争而形成一个较大的群体[3]。
1PGPR的研究背景
自从1978年Burr等人首先在马铃薯上报导PGPR以来，国内外已发现包括荧光假单孢菌、芽孢杆菌、根瘤菌、沙雷氏属等20多个种属的根际微生物具有防病促生的潜能，最多的是假单胞菌属(Pseudomonas)，次为芽胞杆菌属(Bacillus)、农杆菌属(Agrobacterium)、埃文氏茵属(Eriwinia)、黄杆菌属(Flavobacterium)、巴斯德氏菌属(Pasteuria)、沙雷氏菌(Serratia)、肠杆菌(Enterobacter)等。国际上这一领域的研究非常活跃，每3年开一次国际性专业性研讨会议[4]。目前研究的促生PGPR主要有：芽孢杆菌属、假单胞杆菌属、根瘤菌属、放线菌、木霉，可以看出细菌的研究最多。据统计，从PGPR提出到1998的短短20年间，就有4000篇关于PGPR的学术论文发表[5]。
事实上，最早开展PGPR研究的是原苏联，20世纪50年代就报道应用有益微生物促进作物增产，而中国农业大学研制的增产菌大面积的应用自70年代末就开始了．我国在田间应用PGPR增产菌始于1979年，已在30多个省、市、自治区的55个不同作物上应用，到1994年，我国在3.93×107hm2的土地上使用了增产菌，在不同作物上平均增产10％～20％不等[6]。
作为既能防病又能增产的PGPR生物制剂产业化前景广阔．产业化品种主要有两种：活体制剂和PGPR代谢产物制剂，前者即应用PGPR活菌体，直接进行植物病害的防治，其生防机制包括拮抗作用、交叉保护作用和诱导抗性作用．从生态学观点看，活菌应用还有利于改善土壤和植物体的微生态环境。目前，国内外的活体PGPR生物制剂主要有粉剂和颗粒剂两种产业化品种．PGPR代谢产物