分子生物学微生物与植物的共生关系

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,分子生物学微生物与植物的共生关系,第一节 根瘤菌与豆科植物共生,一 根瘤菌nodule bacteria),二 根瘤菌的特性,三 根瘤(,root nodules),四 结瘤过程,五 应用,根瘤菌与豆科植物共生形成根瘤。,2,根瘤菌能侵染豆科植物根部形成根瘤和固定大气中的氮气的细菌。人工培养杆状。,类菌体根瘤菌在根瘤中呈棒状、“T、 “Y形，这种形态叫类菌体。无细胞壁。固氮。难培养。,一 根瘤菌nodule bacteria),3,根瘤中的类菌体图,4,二 根瘤菌的特性,好氧,化能有机营养型,无芽孢、革兰氏染色阴性。,2,根瘤菌的固氮特性, 侵染性, 寄生专一性由菌体和植物两者的遗传性决定, 有效性,互接种族cross inoculation group) :,相互利用同一根瘤菌菌株形成共生固氮的豆科植物。豇豆族包括豇豆、花生、绿豆、赤豆等。,1,根瘤菌的生理特性,5,三 根瘤(,root nodules),1,概念,固氮微生物在植物根内形成的共生组织。,圆形、枣状、瘤状等。,2,分布,集中在根茎部位；,分散。,6,3,根瘤分类,有效根瘤,：,个大、有固氮能力、粉红色、含较多,豆血红蛋白。,无效根瘤,：,个小，无固氮能力、浅白色或绿色，,不含或少含豆血红蛋白。,根瘤有效性标志：,含类菌体；,呈红色。,7,豆血红蛋白Leghaemoglobin,Lb作用,调节氧浓度和氧压，到达低浓度和高流量的氧气。,吸收渗入根瘤内的氧然后缓慢放出。与固氮正相关。,8,四 结瘤过程,根瘤菌,根毛,根内,显瘤,侵入线,内皮层,根分裂,9,根毛,根瘤菌,侵入线,已侵入的,根瘤菌,根瘤,10,11,12,几点说明,豆科植物根系分泌物刺激邻近土壤内的根瘤,菌生长，开展成高密度的群体侵染豆科植物。,根瘤溃散后，有许多存留在侵入线内未转化,成类菌体，呈休眠状态的细菌大量繁殖进入,土壤。,类菌体一般不再生长繁殖，它代表根瘤菌细,胞的最后阶段。类菌体不利用固氮产物。,固氮能源来自叶部的光合产物。,亩豆科植物年均固氮1330公斤。,13,田间接种根瘤菌的效果受环境的影响,。,不含根瘤菌土壤内好于含有,根瘤菌的土壤。,缺氮的贫瘠土壤内好于有氮,素的肥沃土。,大量施用氮肥抑制豆科植物,的根瘤形成和固氮作用。,五 应用,-,根瘤菌肥,14,第二节 弗兰克氏菌和非豆科木本植物共生,1 放线菌结瘤植物,7目，8科，24属放线菌结瘤植物。见243页,如 杨梅属、沙棘属、木麻黄属、野麻属等。,2 弗兰克氏菌,内生放线菌。1978年从香蕨木根瘤中别离出，获得纯培养并回收成功。,3 结瘤过程,弗兰克菌,根瘤,侵染斑,根内细胞间隙,根毛,15,三真菌和植物共生菌根mycorrhiza),更为普遍。1881年俄国学者卡门斯基研究水晶兰根的解剖接构造后，首次指出真菌和水晶兰根之间存在共生关系。,1 菌根和菌根菌,2 形成菌根的植物,3 菌根的分类,4 外生菌根,5 丛枝菌根又叫泡囊丛枝菌根V-A菌根,16,菌 根,：,真菌,和植物根的共生联合体,菌根菌,： 能形成菌根的真菌,担子菌亚门,1 菌根和菌根菌,17,2 形成菌根的植物,木本、草本。野生、农作物。,自然界大局部植物都能形成。,3 菌根的分类,根据菌根的形态和构造分,丛枝菌根,内外生菌根,水晶兰菌根,杜鹃菌根,兰科菌根,浆果鹃菌根,外生菌根,内生菌根,18,4 外生菌根,1菌根植物,裸子植物和被子植物的乔木和灌木。,以森林树木为主。,2真菌类型,担子菌中的牛肝菌、鹅膏菌。,子囊菌和藻状菌,19,3外生菌根的构造特征,菌根菌交织成菌套mantle包在根系外。20100um厚，占菌根干重2040。,光滑菌套、网状菌套、绒毛状菌套、棉絮状菌套等。,20,形成哈蒂氏网Hartig net包在根外。构成了巨大的接触面。,哈蒂氏网：菌套内层有许多菌丝透过根的皮层进入皮层组织，在外皮层细胞间蔓延，将细胞整个包裹起来，形成的一种特殊构造。,21,内层菌丝伸入根的皮层，充满细胞间隙，不进入细胞内。,形成外延菌丝,22,4 外生菌根的作用,扩大寄主植物的吸收面。菌套和外延菌丝。,产生生长刺激素。吲哚乙酸松树、落叶松、云杉、桦树、山毛榉等。,1对植物营养和生长的作用,23,2对防御林木根部病害的作用,外生菌根根圈微生物防御病菌侵染。外生菌根根圈真菌数量较非菌根根圈大10倍左右。,菌套和哈蒂氏网的机械屏障作用。病原菌只能侵染非木质化的小根。病原菌不能通过这两处屏障。,植物产生抑制病菌的物质。萜烯和半萜烯类化合物是制霉物质。牛肝菌科真菌能形成。,产生抗生素。云杉白桩菇能产生穿孔蕈炔素。,24,5应用,在木材生产中用,客土法,和,人工接种法,使幼苗形成菌根。有重要经济价值。,25,5 泡囊丛枝菌根V-A菌根,是内生菌根中最重要的类型。泡囊不普遍。故称丛枝菌根Arbuscular Mycorrhiza,AM),1菌根植物,裸子植物、被子植物中的乔木、灌木和草本植物。苔藓植物和蕨类植物。农作物小麦、玉米、豌豆、棉花、洋葱,2菌根真菌,6属，57种。球孢霉目、内囊霉目。,26,3V-A菌根的构造特征,菌丝。外生菌丝和内生菌丝。,外生菌丝不形成菌套。伸到土壤中。,外生菌丝进入皮层细胞间和细胞内即成内生菌丝。,丛枝。进入细胞内的菌丝连续分叉分枝形成的灌木构造。,27,细胞活性明显增强。,形成新的细胞器。,核增大。,淀粉粒消失,呼吸作用核酶活性增强。,植物细胞形成丛枝时，细胞发生的现象：,28,泡囊,。侵入细胞内或细胞间的菌丝的末端膨大形成。圆形或椭圆形。,泡囊的形成迟于丛枝。有繁殖功能。,孢子和孢子果,。,外生菌丝的顶端形成厚垣孢子，内含油滴。土壤中存活数年。,29,4 V-A菌根影响植物生长,丛枝菌根增加了根圈的范围。,外生菌丝向外延伸的距离达8 cm。1 cm无菌根的根段能控制的土壤体积是12 cm3；形成菌根后，1 cm根段控制土壤体积增加5200倍。,增加了根圈微生物的数量。,加强植物吸收磷素和其它元素Zn、Mo、Fe、Mn)。,30,可以减轻植物病害,减轻病害的假说,构造上的变化带来的影响。,根细胞壁增厚；加强微管束系统。,生理上的变化带来的影响。,氨基酸、儿茶酚、复原糖和酶含量增高。,生态上的变化带来的影响。,抗生菌使根部的拮抗作用增强,菌根真菌同叶部病原菌致病有关的基因表达有关,31,5应用,豆科植物进展根瘤菌和V-A菌根的双接种,育苗苗圃、营养钵育种用宿主繁殖方式接种可行。广泛的V-A菌根菌人工接种目前作不到。,32,四 微生物在植物上的寄生,真菌、细菌、病毒都能在植物上寄生。从选育抗病品种、阻止病原微生物传播途径、改进栽培技术和环境条件上防治。,1 植物病原真菌主要病原,多数作物、果蔬、花卉。,白粉菌大麦、苹果、葡萄。,锈菌禾谷类作物,粉菌玉米,33,2植物细菌性病害,解淀粉欧文氏菌果树火疫病在树干、枝的组织中越冬，次年借昆虫降雨传播。,水稻黄单胞菌水稻白叶枯病。,根瘤土壤杆菌番茄、甜菜、果树的根、茎部形成肿瘤。,34,3 病毒性病害,烟草花叶病毒烟草最早发现,黄瓜花叶病毒黄瓜花叶。,斑驳病毒草莓。,35,36,1 微生物生态系统的特点,2 为什么说土壤是微生物生活的良好环境？空气是微生物生活的环境吗？,3 土壤中有哪些微生物种类？微生物在土壤中的分布特点？,4 微生物之间有哪些相互关系？,5 附生微生物、根圈、根圈效应、根瘤、根瘤菌、类菌体、菌根、菌根菌、外生菌根、泡囊丛枝菌根、哈蒂氏网的概念,6,根瘤菌的生理特性和根瘤菌的固氮特性分别是什么？,37,7 如何区分有效根瘤和无效根瘤？根瘤固氮的标志是什么？,8 豆血红蛋白的作用是什么？,9 外生菌根对植物生长的作有哪些？如何应用外甥菌根？,10 丛枝菌根如何影响植物生长？如何应用丛枝菌根？,38,谢谢！,39,Thank You !,不尽之处，恳请指正！,