第四章植物根际促生细菌
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第四章 植物根际促生细菌
第一节 引 言
• 植物根际（rhizosphere ）：
根际是指受植物根系活动影响，在物理、化学和生物学性质上不同于土体的那 部分微域。 根际的范围很小，一般指离根轴表面数毫米之内。 根际的许多化学条件和生物化学过程不同于土体土壤， 最明显的就是根际pH值、氧化还原电位和微生物活性等变化。 在根际土壤溶液中养分浓度的分布与土体土壤有明显差异。 植物根际是细菌的良好生境，植物根为细菌提供了良好的生态位（niche）。 以植物的根系为中心聚集了大量的细菌、真菌等微生物。
70% = Neutral
Rhizosphere is a front line against soil-borne pathogens!
15% = Negative
15% = Positive
PGPR treated
Plant Growth-Promoting Rhizobacteria (PGPR): Naturally-occurring, root-colonizing bacteria that benefit plants by growth promotion and biocontrol.
Finding bacterial determinant(s) on plant growth promotion and ISR:
Growth promotion
ISR
LPS
EP
SA
S
sidຫໍສະໝຸດ Baidu
IAA
DAPG
Something in the air
Water
PGPR
直接促生作用包括产生刺激性的植物激素、挥发性化合物（volatiles）以及 ACC脱氨酶等，降低植物体内的乙烯水平，改进植物营养状况（如促进 难溶性磷、钾和微量元素的释放，非共生固氮等），刺激植物产生诱导 系统抗性（induced systemic resistance，ISR)。
间接促生作用包括产生抗生素、抗菌蛋白或铁载体等减轻病虫害, 促进有益 的共生作用（根瘤和菌根的形成）, 降解农药等生物外源性物质。
1978年，J.W. Kloepper首次提出了 植物根际（圈）促生细菌 （plant growth-promoting rhizobacteria, PGPR） 的概念，用于描述能够促进植物生长的根际细菌。
J.W. Kloepper
AUBURN UNIVERSITY
PGPR通过一种或多种促生机制直接或间接地促进植物的生长， 这些促生机制包括： 对植物的直接刺激作用；增加植物对养分的吸收；抑制植物病虫害； 诱导植物系统抗性等。
• 植物根际促生细菌（plant growth-promoting rhizobacteria, PGPR）：
1978年，美国奥本大学的J.W. Kloepper首次提出植物根际促生细菌的概念。 PGPR是一群定植于植物根际、与植物根密切相关的根际细菌，当接种于植物 种子、根系、块根、块茎或土壤时，能够促进植物的生长。 PGPR是自生细菌，虽然某些菌株能够侵入植物组织，但不引起明显的侵染症 状。 PGPR不包括与植物形成共生结构的根瘤菌（rhizobia）和弗兰克氏菌 （Frankia），根瘤菌和弗兰克氏菌的共生固氮作用不属于PGPR的促生作用 范畴。联合固氮菌应该属于PGPR的范畴，某些根瘤菌在非豆科植物上具有促 生作用的情况下也可看做PGPR。
• 根际细菌（Rhizobacteria）：
能在植物根际持续稳定地定植、受植物影响的细菌称为根际细菌。 植物根际细菌具有丰富的遗传多样性, 根际细菌种群密度比非根际土 壤高100倍，多达15%的根面可能被各种细菌的微菌落 （microcolonies）所覆盖。 细菌利用植物释放的营养物质（根分泌物、裂解物）进行生长繁殖， 同时也合成代谢产物分泌到根际。 有些代谢产物作为信号转导化合物(signalling compounds )被相同微菌 落的邻近细胞、其它细菌细胞或宿主植物细胞所感知。
在大多数研究中，一种PGPR通常通过多种作用模式促进植物的生长。
Rhizosphere:
How much do we know?
15% = Negative
15% = Positive
In the 1 g soil around plant root; more than 108 bacteria and many others
第一节 引 言
• 植物根际（rhizosphere ）：
根际是指受植物根系活动影响，在物理、化学和生物学性质上不同于土体的那 部分微域。 根际的范围很小，一般指离根轴表面数毫米之内。 根际的许多化学条件和生物化学过程不同于土体土壤， 最明显的就是根际pH值、氧化还原电位和微生物活性等变化。 在根际土壤溶液中养分浓度的分布与土体土壤有明显差异。 植物根际是细菌的良好生境，植物根为细菌提供了良好的生态位（niche）。 以植物的根系为中心聚集了大量的细菌、真菌等微生物。
70% = Neutral
Rhizosphere is a front line against soil-borne pathogens!
15% = Negative
15% = Positive
PGPR treated
Plant Growth-Promoting Rhizobacteria (PGPR): Naturally-occurring, root-colonizing bacteria that benefit plants by growth promotion and biocontrol.
Finding bacterial determinant(s) on plant growth promotion and ISR:
Growth promotion
ISR
LPS
EP
SA
S
sidຫໍສະໝຸດ Baidu
IAA
DAPG
Something in the air
Water
PGPR
直接促生作用包括产生刺激性的植物激素、挥发性化合物（volatiles）以及 ACC脱氨酶等，降低植物体内的乙烯水平，改进植物营养状况（如促进 难溶性磷、钾和微量元素的释放，非共生固氮等），刺激植物产生诱导 系统抗性（induced systemic resistance，ISR)。
间接促生作用包括产生抗生素、抗菌蛋白或铁载体等减轻病虫害, 促进有益 的共生作用（根瘤和菌根的形成）, 降解农药等生物外源性物质。
1978年，J.W. Kloepper首次提出了 植物根际（圈）促生细菌 （plant growth-promoting rhizobacteria, PGPR） 的概念，用于描述能够促进植物生长的根际细菌。
J.W. Kloepper
AUBURN UNIVERSITY
PGPR通过一种或多种促生机制直接或间接地促进植物的生长， 这些促生机制包括： 对植物的直接刺激作用；增加植物对养分的吸收；抑制植物病虫害； 诱导植物系统抗性等。
• 植物根际促生细菌（plant growth-promoting rhizobacteria, PGPR）：
1978年，美国奥本大学的J.W. Kloepper首次提出植物根际促生细菌的概念。 PGPR是一群定植于植物根际、与植物根密切相关的根际细菌，当接种于植物 种子、根系、块根、块茎或土壤时，能够促进植物的生长。 PGPR是自生细菌，虽然某些菌株能够侵入植物组织，但不引起明显的侵染症 状。 PGPR不包括与植物形成共生结构的根瘤菌（rhizobia）和弗兰克氏菌 （Frankia），根瘤菌和弗兰克氏菌的共生固氮作用不属于PGPR的促生作用 范畴。联合固氮菌应该属于PGPR的范畴，某些根瘤菌在非豆科植物上具有促 生作用的情况下也可看做PGPR。
• 根际细菌（Rhizobacteria）：
能在植物根际持续稳定地定植、受植物影响的细菌称为根际细菌。 植物根际细菌具有丰富的遗传多样性, 根际细菌种群密度比非根际土 壤高100倍，多达15%的根面可能被各种细菌的微菌落 （microcolonies）所覆盖。 细菌利用植物释放的营养物质（根分泌物、裂解物）进行生长繁殖， 同时也合成代谢产物分泌到根际。 有些代谢产物作为信号转导化合物(signalling compounds )被相同微菌 落的邻近细胞、其它细菌细胞或宿主植物细胞所感知。
在大多数研究中，一种PGPR通常通过多种作用模式促进植物的生长。
Rhizosphere:
How much do we know?
15% = Negative
15% = Positive
In the 1 g soil around plant root; more than 108 bacteria and many others