根系分泌物介导下植物土壤微生物互作关系研究进展与展望
植物根系分泌物对土壤微生物群落多样性的影响研究
植物根系分泌物对土壤微生物群落多样性的影响研究概述：植物根系分泌物是植物与土壤微生物之间的重要纽带。
通过这种分泌物的作用，植物与微生物之间发生着复杂的相互作用，进而影响土壤微生物群落的多样性。
本研究旨在探索植物根系分泌物对土壤微生物群落多样性的影响机制。
一、植物根系分泌物的特性及功能植物根系分泌物是植物根系在生长发育过程中产生的一种物质。
它由多种有机物、矿物质及其代谢产物组成，具有重要的生理功能。
植物根系分泌物不仅可以吸引微生物来附着在根系表面，还可以改善土壤物理化学性质，并促进土壤中微生物的活动和生长繁殖。
二、植物根系分泌物的影响机制1. 诱导土壤微生物的附着：植物根系分泌物中的某些成分能够通过特殊信号分泌物的方式吸引和诱导土壤微生物的附着。
这种附着在一定程度上能够改变土壤微生物的空间分布和数量，从而影响微生物群落的多样性。
2. 调节土壤环境：植物根系分泌物中的有机物，如根黏蛋白、有机酸等，可以改变土壤酸碱度、离子浓度和微量元素的含量等土壤环境因子，从而对土壤微生物的生长和代谢产生影响。
3. 提供营养物质：植物根系分泌物中的一些有机物质可以为土壤微生物提供碳源、氮源和其他必需营养物质，从而促进微生物的代谢活动和生长繁殖。
三、植物根系分泌物对土壤微生物群落多样性的影响1. 影响土壤微生物的群落结构：通过改变土壤环境因子和提供营养物质，植物根系分泌物能够引起土壤微生物群落结构的变化。
例如，某些植物根系分泌物中的化合物能够促进某些细菌和真菌的生长，从而导致微生物群落中特定种群的增加。
2. 影响土壤微生物的功能多样性：由于植物根系分泌物的作用，土壤微生物的功能会发生变化。
一些植物根系分泌物中的成分具有抗菌活性或促进菌株间竞争的作用，能够影响土壤微生物的功能多样性。
3. 影响土壤生态系统的稳定性：土壤微生物群落的稳定性对于土壤生态系统的健康和稳定具有重要意义。
植物根系分泌物对土壤微生物群落的影响能够进一步影响土壤生态系统的稳定性。
根系分泌物介导植物抗逆性研究进展与展望
DOI: 10.13930/ki.cjea.210328
毛梦雪, 朱峰. 根系分泌物介导植物抗逆性研究进展与展望 [J]. 中国生态农业学报 (中英文), 2021, 29(10): 1649−1657 MAO M X, ZHU F. Progress and perspective in research on plant resistance mediated by root exudates[J]. Chinese Journal of EcoAgriculture, 2021, 29(10): 1649−1657
性提供参考。
1 环境胁迫改变根系分泌物组成和数量
1.1 生物胁迫改变植物根系分泌物 生物胁迫是指对植物生存与发育不利的各种生
物因素, 如病害、虫害、杂草危害等。生物胁迫下 植物启动各种各样的化学防御机制, 使得代谢产物 发生显著变化。昆虫侵害植物地上组织会改变植物 根系分泌物的组成和数量。研究发现甘蓝夜蛾 (Mamestra brassicae) 取 食 新 疆 千 里 光 (Senecio jacobaea) 叶片后, 降低了其根系中生物碱的含量 。 [12] 桃 蚜 (Myzus persicae) 侵 染 马 铃 薯 (Solanum tuberosum) 植株后影响了其根系分泌物的组成, 并且使葡萄糖 和果糖含量降低[13]。此外, 地上食草动物诱导的根系 间接防御化合物的变化还可以进一步改变土壤微生 物 群 落 的 组 成 。 [14] 如 草 地 贪 夜 蛾 (Spodoptera frugiperda) 侵染玉米 (Zae mays) 叶片会诱导玉米根际分 泌苯并恶嗪类化合物, 从而改变了土壤微生物群落 组成[15]。然而, 也有部分研究表明与地下部食草动物 取食相比, 地上生物侵染对植物地下部直接防御的 影响不明显, 如具条叩甲 (Agriotes lineatus) 取食草棉 (Gossypium herbaceum) 根部后, 根组织产生了高水平 的 萜 类 和 醛 类 化 合 物 , 而 甜 菜 夜 蛾 (Spodoptera exigua) 取食草棉叶片后, 没有对草棉根部的代谢产 物产生影响[16]。研究结果的不一致可能与植物品种 有关。大多数可诱导产生的防御性化合物在食草动 物或病原体攻击后含量增加 。 [17] 如玉米根叶甲 (Diabrotica virgifera) 侵染玉米后, 玉米冠根分泌了大量 的绿原酸以及茉莉酸诱导的 1,4-苯并恶嗪-3-酮化合 物, 这两种化合物均与玉米抗性有关[18]。昆虫侵染会 导致植物根系分泌物中产生挥发性化合物。如玉米 根叶甲取食玉米会诱导玉米根系分泌积累 (E)-β-石 竹烯, 吸引昆虫病原线虫 。 [19] 根象甲幼虫 (Diaprepes abbreviatus) 侵 染 柑 橘 (Citrus reticulata) 后 , 诱 导 柑 橘根系释放了 4 种主要的萜类挥发物, 吸引昆虫病 原 线 虫 (Steinernema diaprepesi)[20]。 此 外 , 生 物 胁 迫 还可以改变植物激素信号转导过程。桃蚜对辣椒 (Capsicum annuum) 的 攻 击 通 过 水 杨 酸 和 茉 莉 酸
植物根系分泌物对土壤微生物群落结构的影响研究
植物根系分泌物对土壤微生物群落结构的影响研究植物根系分泌物是植物根部特殊的代谢产物，对土壤微生物群落结构具有重要影响。
近年来，研究人员对植物根系分泌物的组成、功能以及对土壤微生物的影响进行了广泛的调查和研究。
本文将探讨植物根系分泌物对土壤微生物群落结构的影响并阐述相关研究进展。
一、植物根系分泌物的组成及功能植物根系分泌物主要包括有机酸、氨基酸、酶、植物激素等物质。
这些物质的产生与植物的生理代谢密切相关，具有一定的生物活性。
植物根系分泌物在土壤中有着多种功能，如提供营养物质、促进土壤微生物活性、抑制病原微生物等。
二、植物根系分泌物对土壤微生物群落结构的影响植物根系分泌物通过直接或间接地影响土壤微生物群落结构，从而调控生态系统功能和土壤生物多样性。
首先，植物根系分泌物作为一种碳源，能够为土壤微生物提供营养物质，促进微生物的繁殖和生长。
其次，植物根系分泌物中的特定物质对特定微生物有选择性的诱导作用，使得某些微生物得以增殖，而抑制其他微生物的生长。
此外，植物根系分泌物对土壤微生物的代谢和功能也有调控作用，例如能够影响微生物对营养物质的利用能力，进而影响微生物代谢产物的生成。
三、相关研究进展近年来，研究人员通过多种方法探究了植物根系分泌物对土壤微生物群落结构的影响。
一方面，通过野外观测和实验室培养等方法，鉴定了植物根系分泌物对土壤微生物的选择性诱导作用。
另一方面，基于高通量测序技术，研究人员分析了植物根系分泌物与土壤微生物群落结构之间的关系。
这些研究结果显示，植物根系分泌物可以改变土壤微生物的多样性和组成，进而影响土壤生态系统的功能。
四、研究意义及应用前景植物根系分泌物对土壤微生物群落结构的影响对土壤生态系统的稳定性和健康性具有重要意义。
了解植物根系分泌物与土壤微生物相互作用的机制，既可以为土壤生态系统的恢复和修复提供理论基础，也可以为农业生产和生态保育提供理论指导。
此外，深入研究植物根系分泌物与土壤微生物群落结构之间的关系，有助于加深对土壤微生物多样性和功能的理解，促进生物学和农业科技的发展。
植物根系分泌物对土壤微生物功能的影响研究
植物根系分泌物对土壤微生物功能的影响研究在自然界中，植物与土壤微生物之间存在着密切的相互作用。
植物根系分泌物是一种由植物根系产生的复杂混合物，它对土壤环境和微生物群落具有重要影响。
本文旨在探讨植物根系分泌物对土壤微生物功能的影响，并分析其在农业生产和土壤保护方面的潜在应用。
一、植物根系分泌物的组成及功能植物根系分泌物主要由根尖和根毛分泌，包括有机物质、激素、氨基酸、根分泌酶等成分。
它具有多种功能，包括促进土壤结构形成、提供营养物质、调控土壤水分、抵抗病原微生物等。
二、植物根系分泌物与土壤微生物相互作用植物根系分泌物能够调控土壤微生物群落的结构和功能。
首先，植物根系分泌物对特定微生物的选择性吸引作用，可以促进有益微生物的定殖和活动。
其次，植物根系分泌物中的营养物质可以作为微生物的能源和碳源，促进微生物的繁殖和代谢。
此外，植物根系分泌物还可以抑制土壤病原微生物的生长和发展，对土壤健康具有保护作用。
三、植物根系分泌物对土壤微生物功能的影响植物根系分泌物对土壤微生物功能有着直接或间接的影响。
直接影响主要表现为促进有益微生物的活动，增强土壤酶活性，提高土壤肥力和养分利用效率。
间接影响则是通过调控土壤微生物群落结构来达到影响功能的目的。
例如，某些植物根系分泌物可以诱导土壤微生物合成抗生素，从而抑制土壤病原微生物的生长；另一些植物根系分泌物可以增强土壤微生物对环境胁迫的适应能力，提高土壤生态系统的稳定性。
四、植物根系分泌物的应用潜力植物根系分泌物在农业生产和土壤保护方面有着广阔的应用前景。
一方面，可以通过调控植物根系分泌物的组成和释放速率，优化土壤微生物群落结构，提高植物抗病虫害能力和营养吸收效率。
另一方面，通过合理利用有益植物根系分泌物，可以减少化学肥料和农药的使用，进一步改善土壤质量和环境质量。
结论植物根系分泌物对土壤微生物功能具有重要影响，通过调控土壤微生物群落结构，可以提高土壤肥力、植物抗病虫害和环境适应能力。
植物根系分泌物与根际微生物交互作用机制研究进展
展望未来，可以利用现代生物技术如基因组学、代谢组学、蛋白质组学等方 法，深入研究根系分泌物与根际微生物相互作用的机制，为提高土壤肥力和促进 植物生长提供理论依据。同时，还可以利用生物工程手段，通过调节根系分泌物 或根际微生物的
种类和数量，优化土壤生态环境，提高农作物产量和品质。
参考内容二
一、引言
根系分泌物和根际微生物是植物根系与土壤微生物群落之间的重要交互因子。 根系分泌物为根际微生物提供营养物质，而根际微生物则通过分解根系分泌物促 进植物吸收养分。本次演示将对根系分泌物与根际微生物相互作用的研究现状、 研究方法、研究成果和不足进行综述。
一、根系分泌物与根际微生物相 互作用概述
根系分泌物是指植物根系通过分泌有机物质和无机物质，调节根际环境和促 进植物生长的过程。这些物质包括糖类、氨基酸、维生素等有机物质以及无机离 子等。根际微生物则是生活在植物根系周围的微生物群落，包括细菌、真菌、放 线菌等。
展，以便更好地理解和利用植物根系分泌物与根际营养的关系，为农业生产、 环境保护和生态修复等领域提供新的思路和方法。
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植物根系分泌物与根际微生物 交互作用机制研究进展
目录
01 一、植物根系分泌物 对根际微生物的影响
02
二、根际微生物对植 物的影响
三、植物-微生物交
03 互作用机制的研究进 展
04 四、未来展望
05 参考内容
植物根系与根际微生物之间的交互作用是生态系统中不可或缺的一部分。根 系分泌物是植物与土壤微生物交流的重要媒介，这些分泌物对根际微生物的种类、 数量和活动产生深远影响。根际微生物也通过多种方式反馈影响植物的生长和健 康。
研究根系分泌物在不同环境条件下的变化及其对植物养分吸收的影响；3） 探索通过调控根系分泌物来改善植物养分吸收的方法和应用。
植物与土壤微生物互作探索植物与土壤微生物之间的相互作用和共生关系
植物与土壤微生物互作探索植物与土壤微生物之间的相互作用和共生关系植物与土壤微生物互作：探索植物与土壤微生物之间的相互作用和共生关系植物与土壤微生物之间的相互作用和共生关系一直是生态学研究的重要领域之一。
植物与土壤微生物之间的互动能够影响植物的生长发育、营养吸收和抗逆能力等方面，同时也为土壤微生物的生存提供了重要气候和营养环境。
本文将重点探索植物与土壤微生物之间的相互关系以及共生关系，揭示其重要性和机制。
植物-土壤微生物互作的基本概念植物和土壤微生物之间的相互作用是指植物通过根系分泌的物质和土壤微生物之间的相互作用。
植物通过根系释放的根系分泌物（如有机酸、糖类物质等）能够引起土壤微生物的活动，包括细菌、真菌和红藻等微生物。
而土壤微生物也能够分解有机物质，并通过释放出的酶类和代谢物改变土壤环境，对植物的生长和发育产生影响。
植物与土壤微生物之间的互利共生关系植物和土壤微生物之间的相互作用往往是互利共生的。
一方面，植物通过释放根系分泌物吸引土壤微生物，进而促进微生物数量和多样性的增加。
土壤微生物在分解有机物质的过程中产生的酶类和代谢物能够刺激植物的根系生长和发育，提高植物的养分吸收能力。
另一方面，土壤微生物通过降解植物残体和根系分泌物，释放出有机物质和养分，为植物的生长提供了必需的营养物质。
此外，植物和土壤微生物还能够相互抵抗病原菌的入侵，共同维护土壤生态系统的稳定。
植物与土壤微生物的相互作用机制植物与土壤微生物之间的相互作用涉及多种机制。
首先，根系分泌物中的有机酸和糖类物质能够吸引土壤微生物，形成一个微生物群落。
微生物群落中的不同成员通过相互作用和竞争来影响植物和土壤环境。
其次，土壤微生物通过分解有机物质和产生酶类来改变土壤环境，并对植物的生长和发育产生影响。
此外，植物和土壤微生物之间的互作还能够通过植物根系和微生物之间的物理接触、融合体和共生体等方式实现。
植物与土壤微生物互作的重要性与意义植物与土壤微生物之间的互作对土壤生态系统的稳定和可持续发展具有重要意义。
植物根系形态与土壤微生物互作的研究
植物根系形态与土壤微生物互作的研究植物和土壤微生物是土壤生态系统中的两个基本组成部分。
这两者之间的互动机制被称为植物-微生物互作。
其中，植物根系形态对土壤微生物活动和生态过程的影响愈加受到关注。
本文旨在介绍植物根系形态对土壤微生物互作的影响，并探讨其研究意义。
植物根系形态对土壤微生物的影响植物根系形态是植物根的形状、大小、分布、生长方向等特征。
这些特征对植物生长和发育具有重要影响。
同时，它们也对土壤微生物的生长活动和生态功能产生影响。
根系形态可以影响土壤微生物群落的物种组成和数量。
一个好的根系结构可以提供更高的营养摄取和水分利用效率，保证植物的生长和发育，提高生产力。
这种对植物的生理适应性也使得植物更容易与土壤微生物群体建立互惠共生关系。
一些研究发现，根系形态有利于形成土壤微生物的“热点区”，从而促进了微生物的生长和活动。
此外，不同的根系形态对土壤微生物群落结构的影响也不同。
例如，对于长根植物，会形成更深入的土壤层次，从而使得根际微生物的数量和多样性增加。
根系形态还可以影响土壤微生物的生态功能。
根系能够改变根际土壤的化学和物理性质，从而影响微生物体内物质的传递和代谢过程。
同时，根系分泌的物质（如根分泌物）也能够作为微生物的营养来源，影响微生物的生长和代谢。
此外，根系还能产生激素等物质，通过信号传递作用影响土壤微生物的生长和代谢。
研究意义深入研究植物根系形态与土壤微生物互作关系的意义重大。
首先，这个研究领域对于深入了解土壤生态系统中植物和微生物的互动机制至关重要。
其次，对于指导作物栽培方式的选择和土壤改良技术的推广也具有重要意义。
最后，对于解决持续发展问题也有极其重要的意义。
根据一些研究，植被-微生物互动机制对于维护自然生态平衡、保证土壤健康性和提高土地生产力具有重要作用。
结论总之，植物根系形态与土壤微生物互作关系的研究具有深远的科学意义和实践意义。
我们需要通过深入研究探索两种生物之间的互作机制，为农业生产和环境保护提供更多的技术支持和理论基础。
植物根系生长与土壤微生物的相互作用
植物根系生长与土壤微生物的相互作用土壤是植物生长所必需的养分和水份的来源，而土壤微生物则是维持土壤环境平衡的重要因素。
植物根系和土壤微生物之间的互动关系极其复杂，它们一起构成了一种微生物共生生态系统，互相促进了彼此的生长和繁殖，对于土壤的可持续利用有着重要的价值。
植物与土壤微生物的生态互动关系可以从以下几个方面来探讨。
根系分泌物与微生物植物生长中最重要的功能就是吸收土壤中的水分和养分。
植物根系的分泌物是影响土壤微生物群落结构和生理代谢的首要物质。
植物根系分泌出的有机物质和营养元素成为微生物生长的重要性营养来源。
微生物也通过在根际区域生长，能够分解固定在土壤中的无机养分，将其释放出来，使其为植物可吸收状态，为植物的营养吸收提供了有利的条件。
然而，有些细菌通过发酵或其他的代谢途径，分解根系分泌物产生大量酸性物质，造成酸碱度的降低，导致了土壤的酸性化，不利于植物生长。
因此，植物的根系分泌物，除了对于一些特定菌株有助于生长的目的之外，对于分类和控制其他菌株的增长也十分重要。
土壤微生物肥料与植物吸收土壤微生物通过分解有机物和无机物来提供植物所需的营养元素，例如氮、磷、钾等，为植物吸收提供了最大化的条件。
客观地说，土壤微生物群落对植物营养元素提供的范围很大，会因为多种因素而受到影响。
因此，对于种植业和农业来说，鉴定特定的微生物群落和其所提供的营养元素的属性，对于植物的生长和生态平衡有着极其重要的意义。
土壤微生物与生态循环土壤微生物与生态循环同时也存在着密切关联。
微生物降解物质并将其分解成简单化合物，这些化合物又能再次成为其他生物的营养来源。
与此同时，所释放的碳和氮则能促进土壤固碳，起到保护和修复生态系统的作用。
通过牢固的生态循环，普通的土壤环境能够促进先进技术的开发和利用。
结语总之，植物和土壤微生物之间的交互关系十分复杂而微妙。
了解这种共生生态系统和相互作用的机制、规律和原理，有助于改善土壤质地，维护和增加作物产量，为环境的和谐发展做出郑重贡献。
根系分泌物对作物养分吸收利用的影响研究进展
第42卷 第2期2023年3月Vol.42 No.2Mar. 2023，147~157华中农业大学学报Journal of Huazhong Agricultural University根系分泌物对作物养分吸收利用的影响研究进展杜思垚，方娅婷，鲁剑巍华中农业大学资源与环境学院/微量元素研究中心/农业农村部长江中下游耕地保育重点实验室，武汉 430070摘要 根系分泌物是作物与土壤交流的主要媒介，对于土壤养分活化、作物养分吸收、作物生长等均有重要作用。
为探究根系分泌物与作物、土壤和微生物之间的关系，利用不同的根系分泌物来实现种间促进、提高自然资源利用率和农业生产力，本文归纳总结了根系分泌物的分类、功能及对土壤养分（氮、磷、钾和铁）的活化、作物养分吸收和作物生长的影响，讨论了有关作物应对养分胁迫的不同机制，并提出研究展望：一是加强根系分泌物的鉴定手段，实现根系分泌物组分的原位无损伤鉴定和分析；二是运用多学科交叉知识进一步揭示根系分泌物所介导的作物养分高效利用的根土界面生物互作过程；三是加强验证根系分泌物影响植物应对生物和非生物胁迫的目标基因和微生物的功能定位研究，利用基因工程手段达到有效改善植物健康的目的；四是推进研究成果向科技应用转化的进程，利用仿生学原理将有益的根系分泌物应用到实际生产中。
关键词 根系分泌物； 养分活化； 养分吸收； 作物养分高效利用； 生物互作； 养分胁迫中图分类号 Q945.12 文献标识码 A 文章编号 1000-2421（2023）02-0147-11根系分泌物是指在作物生长过程中，根系向外界环境分泌的各种无机离子和有机化合物，根据种类的不同可以分为糖、氨基酸、有机酸、脂肪酸和生长因子等几类。
根系分泌物是决定作物与土壤环境相互作用的重要因素，是作物与土壤交流的主要媒介，在作物生长发育中也起着关键作用。
近年来，随着新兴技术和方法的出现，根系分泌物的研究得以丰富和发展，多数学者围绕作物-土壤-微生物的根际互作过程与调控机制进行了大量研究，表明根系分泌物具有多种重要功能，例如改变土壤结构［1］、减轻土壤重金属污染［2］、活化土壤养分［3-8］、调控作物养分吸收［9-11］、影响根际微生物菌群的分布和活性［12-13］和作为化学信号或化感物质直接或间接地影响自身或相邻作物的生长［14-15］等。
植物根部分泌物诱导土壤微生物活性
植物根部分泌物诱导土壤微生物活性一、植物根部分泌物的概述植物根部分泌物是指植物在生长过程中，通过根部释放到土壤中的一系列有机物质。
这些分泌物包括氨基酸、糖类、有机酸、酶类、激素等多种成分，它们不仅为植物自身的生长提供养分，还对土壤微生物的活性产生重要影响。
植物根部分泌物与土壤微生物之间的相互作用，构成了植物-土壤微生物系统的一个关键环节。
1.1 根部分泌物的组成植物根部分泌物的组成复杂多样，主要包括以下几类物质：- 氨基酸：是植物根部分泌物中含量较高的一类物质，它们是微生物生长和代谢的重要氮源。
- 糖类：包括单糖、多糖等，它们可以为微生物提供碳源，促进微生物的生长和繁殖。
- 有机酸：如乙酸、草酸等，它们可以调节土壤的pH 值，影响微生物的活性。
- 酶类：如纤维素酶、果胶酶等，它们可以分解土壤中的有机物质，为微生物提供营养。
- 激素：如生长素、赤霉素等，它们可以调节植物和微生物的生长和代谢。
1.2 根部分泌物的作用机制植物根部分泌物通过以下机制影响土壤微生物的活性：- 直接作用：分泌物中的营养物质直接为微生物提供生长所需的碳源和氮源。
- 间接作用：分泌物中的激素和酶类物质可以调节土壤环境，促进微生物的生长和代谢。
- 信号作用：分泌物中的信号分子可以作为植物与微生物之间的交流媒介，影响微生物的行为和功能。
二、土壤微生物活性的影响因素土壤微生物是土壤生态系统中的重要组成部分，它们在土壤肥力形成、有机物质分解、营养循环等方面发挥着关键作用。
植物根部分泌物是影响土壤微生物活性的重要因素之一。
2.1 土壤微生物的种类和功能土壤微生物包括细菌、真菌、放线菌、藻类等，它们具有以下功能：- 分解有机物质：微生物可以分解土壤中的有机物质，释放养分，促进植物生长。
- 固定氮气：某些微生物具有固氮能力，可以将大气中的氮气转化为植物可利用的氮源。
- 产生植物生长调节物质：微生物可以产生生长素、赤霉素等植物生长调节物质，影响植物的生长和发育。
植物与土壤微生物的相互作用及其在植物生长和营养代谢中的应用研究
植物与土壤微生物的相互作用及其在植物生长和营养代谢中的应用研究土壤微生物是土壤中广泛存在的微生物群体，包括细菌、真菌、放线菌、古细菌、原生动物等。
它们与植物根系之间存在着密切的相互作用关系，这一关系是构建了一个复杂的生态系统网络的基础。
本文将论述植物与土壤微生物的相互作用及其在植物生长和营养代谢中的应用研究。
一、植物与土壤微生物的相互作用1、植物根系对土壤微生物的影响植物生长过程中，根系对土壤微生物的生长和分布产生着显著的影响。
植物根系在土壤中形成的根系周围环境，比如根渗出物和其他营养物质的分泌等，可以创造出适宜土壤微生物生长繁殖的条件，从而促进土壤微生物的生长发育。
同时，植物根系可以利用土壤微生物提供的营养物质，以此满足自身的营养需求。
2、土壤微生物对植物根系的影响土壤微生物也可以对植物根系产生显著的影响。
土壤微生物通过分解植物残渣和有机物，从而为植物根系提供有机物和养分，促进植物生长。
同时，它们还可以生产植物生长所必须的生长激素和其他辅酶物质、保护植物免受病害、抑制植物的病原微生物和有害物质等。
3、植物根系与土壤微生物之间的相互作用植物根系与土壤微生物之间存在着复杂的相互作用关系。
如植物根系通过放出根外分泌物来调节土壤微生物的数量与种类，从而影响植物根系的生长和发育；土壤微生物也可以通过影响植物根系的生长和营养代谢的方式来维持自己的群落。
二、植物与土壤微生物相互作用在植物生长和营养代谢中的应用研究1、提高植物的养分吸收能力在土壤微生物-植物系统中，植物根系和土壤微生物可以通过生产或放出化合物来互相促进。
比如，植物根系分泌的有机酸可以促进土壤微生物对土壤中的养分的加速释放，从而增加植物对营养的吸收能力。
土壤微生物可以通过根系共生作用来提高植物对养分的吸收能力，特别是对于一些难以吸收的养分的利用效率。
2、提高植物的抗逆性土壤微生物可以通过对植物的根系共生作用和生产诸如激素和酶等生物活性物质来促进植物的根系生长和发育，并加强植物的抗逆性。
植物根系分泌物对土壤肥力的影响研究
植物根系分泌物对土壤肥力的影响研究近年来，人们对土壤肥力的研究越来越重视。
土壤肥力是农作物生长和发育的关键因素之一，植物的根系分泌物在其中起着重要作用。
本文将就植物根系分泌物对土壤肥力的影响进行深入探讨。
一、植物根系分泌物的定义与作用植物根系分泌物是指根系中分泌出的各种有机物质，包括有机酸、氨基酸、激素等。
它具有多种重要功能，包括释放激素调控植物生长、溶解无机矿质提供养分、促进微生物活动等。
这些功能使得植物根系分泌物对土壤肥力有着显著的影响。
二、植物根系分泌物对土壤肥力的促进作用1. 养分释放：植物根系分泌物中的有机酸和激素能够促进土壤中固定态养分的释放，提高养分利用效率。
有机酸能够溶解土壤中的磷、钾等无机矿质，使其更易被植物吸收。
植物根系分泌物还能够提高土壤中有机养分的降解速度，释放更多的营养物质供给植物生长。
2. 微生物活动促进：植物根系分泌物中的一些有机酸和氨基酸具有营养促进作用，能够为土壤中的微生物提供能量和营养物质，促进微生物的繁殖和活动。
微生物在土壤中参与有机质分解、养分循环等过程，进一步提高土壤肥力。
3. 改善土壤结构：植物根系分泌物中的黏土胶体和多糖物质能够促进土壤颗粒结合，增强土壤团聚体的稳定性。
这种黏合作用能够改善土壤的孔隙度和透水性，有助于根系生长和养分的吸收。
三、植物根系分泌物对土壤肥力的负面影响尽管植物根系分泌物对土壤肥力具有促进作用，但过量的分泌物也可能对土壤生态环境造成负面影响。
其中主要表现为以下几个方面：1. 酸化作用：植物根系分泌物中的有机酸如果分泌过量，会导致土壤酸化，降低土壤的pH值。
酸性土壤会导致一些矿质元素的溶解度增加，进而导致这些元素在土壤中的有效性下降。
2. 毒性物质释放：植物根系分泌物中可能含有一些有毒物质，例如鞣质、挥发性有机物等。
这些物质在一定浓度下能够对土壤中的微生物和农作物造成伤害。
3. 拮抗作用：一些植物根系分泌物中的物质，如植物鞘内酯、类黄酮等，具有抑制其他植物生长的作用。
植物根系分泌物对农作物生长发育的影响研究进展
植物根系分泌物对农作物生长发育的影响研究进展努兰·拜都拉恩特马克·布拉提白*（伊犁师范大学生物科学与技术学院，新疆伊宁835000）摘要植物根系分泌物是植物根系在生长和发育过程中产生的一种生物活性物质，具有多种生物学和生态学作用。
植物根系分泌物可以作为一种新型生物肥料，提高土壤肥力和农作物产量，同时降低化肥和农药的使用量，减少对环境的污染，还可以促进土壤微生物的生长和繁殖，维持土壤生态平衡。
本文综述了植物根系分泌物的成分和生物学功能、作用机制，总结了植物根系分泌物对农作物生长发育的影响，并探讨了植物根系分泌物在农业中的应用前景。
未来应进一步探究植物根系分泌物的作用机理和调节作用，开展其在不同作物和土壤类型上的应用研究，注重其产业化推广。
关键词植物根系分泌物；农作物；成分；作用机制；生长发育；应用前景中图分类号S948.1文献标识码A文章编号1007-5739（2024）05-0069-03DOI：10.3969/j.issn.1007-5739.2024.05.018开放科学（资源服务）标识码（OSID）：植物根系分泌物指植物根部分泌出的物质，如有机物、酸、碱、氨、糖、氨基酸和多种酶等。
这些分泌物对植物生长发育、土壤微生物群落、土壤肥力等都具有重要影响。
近年来，随着植物生长机理的深入研究，植物根系分泌物对农作物生长发育的影响引起了广泛重视。
本文阐述了植物根系分泌物的成分、作用机制，总结了植物根系分泌物对农作物生长发育的影响，探讨了植物根系分泌物在农业中的应用前景。
1植物根系分泌物的成分和生物学功能1.1植物根系分泌物的成分植物根系分泌物由多种有机物和无机物组成，成分十分复杂。
按照化学成分分类，可分为以下几类。
一是有机酸类。
有机酸类化合物是植物根系分泌物中最主要的有机物成分。
常见的有机酸有苹果酸、酒石酸、草酸、琥珀酸等，这些有机酸有助于维持良好的微生物多样性，促进有益微生物的繁殖和活动。
植物根系结构及与土壤微生物相互关系研究
植物根系结构及与土壤微生物相互关系研究植物根系在土壤中扎根，提供给植物土壤中的养分与水分。
植物的生长和发育与根系的生长和发育密不可分，而根系的形态结构也直接影响着植物对土壤中营养物质的吸收以及植株对抗病害和环境压力的能力。
因此，对于土壤-植物系统的研究，包括植物根系结构和土壤微生物相互关系的研究至关重要。
一、植物根系结构的形态特征植物根系的形态结构包括根系的长度、直径和形状等多个方面，这些方面对植株的吸收和运输能力有着重要作用。
植物根系的形态特征不仅受到植物的基因型和环境因素的控制，还与植物所处的土壤环境有密切关系。
1、根系长度植物的根系长度主要取决于土壤的深度和植物所需的资源及其分布。
而且，在不同的生境和环境压力下，根系长度也会有所不同。
研究表明，植物根系的长度对扩大其生存环境、增强吸收和确保生活所需的资源等都起到了重要的作用。
2、根系直径植物根系的直径与其生长环境的质地和通气性有关。
在低通气性和较硬的土壤中，植物的根系会有增强某些抗性的作用。
3、根系形状植物的根系形状符合它们所处的生境环境和其生长所需的方向。
如在湿地环境中，植物的根系往往扩展水平，以便能够更好地吸收水分；在山坡和草原等较陡峭的地势条件下，植物的根系往往向下生长，以增强植物的稳定性和取得下方的水分和养分。
二、植物根系与土壤微生物的关系植物根系与土壤微生物之间是一种共生关系，这种关系直接影响着土壤养分的循环和生态系统的平衡。
土壤微生物主要包括细菌、真菌、放线菌等微小生物，它们在土壤中生存繁殖，有着重要的物质循环和生态学功能。
而且，植物也会对它们产生积极的影响。
1、根分泌物对土壤微生物的影响植物的根分泌物对土壤微生物有着积极的影响，它们为土壤微生物提供了营养，诱导了一些利用益生菌到根系附近繁殖，提高植物的健康水平。
同时，根系的分泌物中还含有一些极性物质，可以吸引一些酵母菌和细菌的代谢产物，从而促进植物根系的健康状况。
2、植物根系菌属对植物生长的影响随着近几年对非致病细菌属对植物生长和产量影响研究的深入，根系微生物对植物生长和产量的促进作用得到充分认可。
植物与土壤微生物互作的机制
植物与土壤微生物互作的机制植物和土壤微生物之间存在着复杂的互动关系，互相影响和促进生长发育，从而构建形成了一个相互依存、协同合作的生态系统。
这种互作机制涉及到诸多因素，包括植物根系分泌的物质、土壤微生物的代谢产物、土壤环境因素等。
下面我们从不同方面来详细阐述植物与土壤微生物互作的机制。
一、植物根系分泌物与土壤微生物植物根系分泌物是指植物根系在生长过程中分泌出来的物质，包括有机酸、激素、氨基酸等。
这些物质不仅在植物自身的生长发育中起到了重要的作用，同时也能刺激微生物的代谢活动，促进土壤中微生物的繁殖和生长。
例如，一些植物分泌的有机酸可以降低土壤pH值，促进土壤中铁、锰等微量元素的溶解和提高植物对这些元素的吸收利用能力。
此外，植物根系分泌物中还包含一些特殊的物质，例如赤霉素和茉莉酸等物质，在诱导土壤微生物激活方面发挥了重要的作用。
二、土壤微生物和植物共同促进土壤结构的形成土壤微生物对土壤结构的形成和稳定性起着关键性的作用。
微生物在土壤中代谢活动时，会分泌出粘合剂和黏合物等物质，促进土壤颗粒之间的紧密联系，形成稳定的土壤结构。
同时，微生物体内的有机物质也能成为土壤结构的基础成分之一。
而植物根系的生长则可以进一步稳定土壤结构，并增加土壤的空气和水分含量，为微生物的繁殖和代谢创造了更加有利的生态条件。
三、微生物促进植物对养分的吸收利用土壤微生物中的一些菌株，例如一些固氮细菌和磷化细菌，可以为植物提供一些养分和资源，例如氮、磷等元素。
而一些能够产生植物生长激素的细菌，如枝瘤菌，也可以为植物的生长和发育提供有力的助力。
此外，微生物还可以通过分解有机质，释放出一些植物所需的营养元素，为植物的生长发育创造良好的土壤环境。
总结：由此可以看出，植物与土壤微生物之间存在着密切的联系与互动，形成了一支不可或缺的生态链。
植物根系分泌物的成分和性质有利于微生物的代谢活动和繁殖，微生物能够为植物提供养分，产生生长激素等物质，同时也能促进土壤结构的形成和稳定，为植物的生长发育提供了良好的环境。
植物的根系分泌物与土壤微生物互作
植物的根系分泌物与土壤微生物互作植物的根系分泌物与土壤微生物之间存在着密切的互作关系。
根系分泌物是植物根系所分泌的各种物质，在与土壤微生物相互作用过程中发挥着重要的生态功能。
本文将探讨植物的根系分泌物与土壤微生物的相互关系及其对土壤养分循环和植物生长发育的影响。
一、植物根系分泌物的组成和功能植物根系分泌物主要由有机酸、酶、激素和次生代谢产物等多种物质组成。
有机酸（如柠檬酸、琥珀酸等）可以通过与土壤中的铝、铁等离子形成可溶性盐并使其释放，从而改善土壤pH值，促进养分的吸收。
酶具有催化反应的作用，可以分解土壤中的有机物质，释放出养分供植物吸收利用。
激素则能够调节植物的生长和发育过程，对植物的根系伸长和分化等起到重要的调控作用。
次生代谢产物具有抑制土壤中病原微生物生长的作用，保护植物免受病害的侵袭。
植物根系分泌物具有诱导土壤微生物活动的能力。
在植物根际区域，根系分泌物会吸引和刺激土壤微生物的生长和活动。
一方面，某些有机酸和激素对一些有益微生物具有特定的吸引性，如一些根系分泌的氨基酸对一些固氮菌具有诱导和选择性促进的作用；另一方面，根系分泌物也能够通过改变土壤微生物群落和微环境，影响土壤微生物的种类和数量。
二、土壤微生物对植物的影响土壤微生物对植物生长发育的影响是多方面的。
首先，一些土壤微生物能够与植物共生，形成根瘤菌和植物共生菌根等。
这些共生菌与植物根系形成共生关系，通过固氮、溶磷等作用，为植物提供氮、磷等营养物质。
其次，土壤微生物参与土壤有机质的降解和养分的转化，促进养分的释放和循环，提供植物所需的养分。
此外，土壤微生物对植物病原微生物具有拮抗作用，通过竞争和产生抗生素等机制，减轻植物病害的发生。
因此，土壤微生物对植物的生长和健康具有重要的影响。
三、植物根系分泌物与土壤微生物的相互作用植物的根系分泌物与土壤微生物之间是一种相互促进的互作关系。
根系分泌物可以诱导和选择性促进某些有益微生物的生长和活动，刺激土壤微生物的代谢活性。
植物与土壤生物互作对土壤质量的影响研究
植物与土壤生物互作对土壤质量的影响研究植物与土壤生物之间的互作关系对土壤质量具有重要影响。
植物通过其根系释放的营养物质和根际环境的变化，影响着土壤生物的活性和多样性，进而对土壤质量产生积极或消极的影响。
本文将从以下几个方面探讨植物与土壤生物互作对土壤质量的影响。
首先，植物的根系分泌物对土壤质量有着重要的影响。
根系分泌物包括根泌物和根际物质。
根泌物是指根毛和根部表皮细胞释放到根际环境中的溶质和固体物质，主要包括有机酸、氨基酸、酶、生物活性物质等。
这些分泌物能够供给土壤中的微生物和其他土壤常见生物的营养需求，促进它们的生长和繁殖。
同时，根系分泌物中的有机物还能够通过改变土壤结构和组成，改善土壤质量，促进土壤有机质的积累和保持。
因此，植物的根系分泌物对土壤质量有着积极的影响。
其次，植物与土壤生物之间的共生关系对土壤质量具有重要作用。
共生指的是植物与其他生物之间相互依存的关系，通常包括植物根际固氮菌和植物根际真菌。
固氮菌能够将氮气转化为植物可利用的氨，提供给植物使用，从而提高土壤中的氮素含量，改善土壤肥力。
真菌能够与植物的根系形成菌根结构，增强植物对养分的吸收和利用能力。
同时，真菌还能够分泌酶降解有机物质，促进土壤碳循环，增加土壤有机质的含量。
因此，植物与土壤生物的共生关系对土壤质量具有重要影响。
另外，植物的选择性根分泌能够影响土壤微生物的种类和数量分布，从而对土壤质量产生影响。
植物通过选择性根分泌选择性地诱导或抑制特定微生物的生长和活性。
例如，一些植物根系分泌对一部分致病菌具有抑制作用，能够降低土壤中的病原微生物的数量，提高土壤的健康度。
同时，植物的选择性根分泌还能够促进有益微生物的繁殖和活性，提高土壤微生物生物量和活性，改善土壤质量。
综上所述，植物与土壤生物之间的互作关系对土壤质量产生重要影响。
植物通过根系分泌物的释放和根际共生菌的活性，能够改善土壤肥力、促进有机质的积累和保持。
同时，植物的选择性根分泌和根际环境的变化也会导致土壤微生物群落的变化，进而影响土壤质量。
植物对土壤微生物的互作关系
植物对土壤微生物的互作关系植物对土壤微生物的互作关系是一种相互依存、相互促进的关系。
在这种关系中，植物通过根系分泌物及其根际环境来影响土壤微生物的种群结构和功能，而土壤微生物则通过分解有机物质、固定氮素等过程来促进植物生长和发育。
首先，植物通过根系分泌物改变土壤微生物的群落结构。
根系分泌物包括根尖渗出物、根鞘和根际土壤酸碱度等，这些物质可以作为微生物的营养源，吸引土壤中的微生物前来附着和繁殖。
在这个过程中，一些利益微生物会得到更多的营养，而一些有害微生物则会受到抑制。
例如，植物通过根系分泌物可以增加一类酸性固氮细菌的数量，这些细菌利用植物分泌的有机酸将大气中的氮气转化为植物可利用的氨氮。
这样，植物可以获得更多的氮素供给，而固氮细菌也可以从植物的分泌物中获取到营养。
此外，植物通过根际环境的调节影响土壤微生物的功能。
根际环境包括土壤温度、湿度、通气性和pH等，这些因素可以影响土壤微生物的生长和活动。
例如，植物的根系分泌物可以调节土壤pH值，将其调至适宜微生物生长和活动的范围内。
一些微生物对酸性环境更为适应，而另一些微生物对碱性环境更为适应。
因此，植物可以通过调节土壤pH值来选择性地促进某些有益微生物的繁殖和活动。
与此同时，土壤微生物也对植物的生长和发育起到重要作用。
第一，土壤微生物通过分解有机物质来供给植物营养。
有机物质是植物的主要营养来源之一，土壤中的腐殖质和腐烂的植物残体都是有机物质的重要来源。
微生物对有机物的分解产生了一系列的酶，这些酶进一步分解出可被植物吸收的营养物质。
这种分解过程促进了养分的循环，为植物提供了充足的营养。
第二，土壤微生物固定氮素对植物的生长和发育也起到重要作用。
土壤中的大气氮气转化成可被植物利用的氨氮是通过土壤微生物完成的。
一些细菌和蓝藻具有固氮的能力，它们通过根瘤菌和积累物读等方式与植物形成共生关系，将氮气转化成氨氮并将其供给植物。
植物通过吸收这些氨氮来促进自身的生长和发育。
植物根系与土壤微生物的互作关系
植物根系与土壤微生物的互作关系植物生长需要土壤提供养分和水分的支持，而土壤微生物则在这一过程中扮演着至关重要的角色。
其中，植物根系与土壤微生物的互作关系尤为重要。
本文将就此主题展开论述。
一、土壤微生物对植物根系的影响1. 促进根系生长土壤微生物能够分解有机物质并转化为植物可吸收的养分，如氮、磷、钾等。
同时，它们还会产生多种植物激素，如生长素、赤霉素等，促进植物根系的生长和发育。
2. 提高养分利用率通过微生物的分解，土壤中的养分可以转化为植物可直接吸收的形式，而且微生物自身的死亡和分解也为植物释放了更多的养分。
这样一来，植物根系吸收养分的效率就会大为提高。
3. 抵抗病害一些土壤微生物能够与植物根系共生，与植物形成菌根。
菌根菌能够通过氮、磷等元素的转化，为植物提供营养。
除此之外，它们还可以分泌抗生素，抑制病原菌的生长，从而保护植物的生长。
二、植物根系对土壤微生物的影响1. 提供碳源植物通过根系分泌出部分有机物质，如碳水化合物、氨基酸等，作为微生物的营养来源。
与此同时，这些有机物质还能够吸引一些对植物有益的微生物向根周区域聚集。
2. 改变土壤环境植物根系在生长过程中会产生一些化学物质，如根分泌物、黄酮类化合物等。
这些物质能够降低土壤pH值、促进土壤氧化还原反应等，从而改变微生物所依靠的土壤环境。
同时，这些物质还能够作为微生物的营养来源，增加他们的数量。
3. 形成复杂的共生网络由于植物根系分泌物质的多样性和微生物的多样性，植物根系与土壤微生物的互作非常复杂。
不同植物或微生物之间的互动和竞争关系会形成一个庞大的复杂网络，从而维护着生态系统的稳定。
三、结言从上面的论述中可以看出，植物根系与土壤微生物的互作是一种生态环境内的协同作用，这种作用包括土壤养分供给、土壤微生物的代谢和植物的根系生长等多个方面。
更深入的了解这种互作关系有助于我们更好地利用微生物来促进植物的生长，同时也有助于学习和发展更多的生态农业技术来保护和维护生态环境。
植物根际分泌物与土壤微生物互作关系的机制研究进展
植物根际分泌物与土壤微生物互作关系的机制研究进展一、本文概述植物根际分泌物与土壤微生物的互作关系是土壤生态学和环境科学领域的重要研究内容。
根际，作为植物与土壤微生物交互作用的关键区域，其分泌物对土壤微生物群落结构、功能和活性具有显著影响。
本文旨在综述近年来关于植物根际分泌物与土壤微生物互作关系的机制研究进展，包括根际分泌物的组成与功能、土壤微生物对根际分泌物的响应以及二者互作在植物生长、土壤养分循环和生态系统健康等方面的作用。
通过综述相关研究，可以为深入理解植物与土壤微生物相互作用机制提供科学依据，同时为农业生产中的土壤管理和生态修复提供理论支持。
二、植物根际分泌物的种类与功能植物根际分泌物是一个复杂且多样的化合物群体，主要包括低分子量有机酸、氨基酸、糖类、酚酸、黄酮类化合物等。
这些分泌物在植物与土壤微生物的互作关系中发挥着至关重要的作用。
低分子量有机酸，如柠檬酸、苹果酸、草酸等，是植物根际分泌物的主要成分之一。
它们能够影响土壤的pH值，从而影响土壤中营养元素的可用性和微生物的活性。
这些有机酸还能与土壤中的铝、铁等离子形成络合物，提高这些离子的移动性和植物对这些元素的吸收效率。
氨基酸作为蛋白质的基本构成单元，也是植物根际分泌物的重要组成部分。
它们可以作为微生物的碳源和氮源，促进微生物的生长和活性。
同时，某些氨基酸如谷氨酸、天冬氨酸等还具有螯合金属离子的能力，对土壤中重金属的解毒和植物对营养元素的吸收具有积极作用。
糖类物质，如葡萄糖、果糖、蔗糖等，在植物根际分泌物中也占有一定比例。
它们可以作为微生物的能源物质，促进微生物的生长和繁殖。
糖类物质还能与土壤中的蛋白质和脂质结合，形成稳定的土壤团聚体，有利于土壤结构的改善和土壤水分的保持。
酚酸和黄酮类化合物是植物根际分泌物中的一类重要次生代谢产物。
它们具有很强的抗氧化性和抗菌活性，可以抑制病原菌的生长和繁殖，提高植物的抗病能力。
这些化合物还能与土壤中的蛋白质和核酸结合，影响微生物的代谢和遗传过程。
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植物生态学报 2014, 38 (3): 298–310 doi: 10.3724/SP.J.1258.2014.00027 Chinese Journal of Plant Ecology 根系分泌物介导下植物-土壤-微生物互作关系研究进展与展望吴林坤1,2*林向民1,2*林文雄1,2**1福建农林大学生命科学学院, 福州 350002; 2福建农林大学生物农药与化学生物学教育部重点实验室, 福州 350002摘要根系分泌物是植物与土壤进行物质交换和信息传递的重要载体物质, 是植物响应外界胁迫的重要途径, 是构成植物不同根际微生态特征的关键因素, 也是根际对话的主要调控者。
根系分泌物对于生物地球化学循环、根际生态过程调控、植物生长发育等均具有重要功能, 尤其是在调控根际微生态系统结构与功能方面发挥着重要作用, 调节着植物-植物、植物-微生物、微生物-微生物间复杂的互作过程。
植物化感作用、作物间套作、生物修复、生物入侵等都是现代农业生态学的研究热点, 它们都涉及十分复杂的根际生物学过程。
越来越多的研究表明, 不论是同种植物还是不同种植物之间相互作用的正效应或是负效应, 都是由根系分泌物介导下的植物与特异微生物共同作用的结果。
近年来, 随着现代生物技术的不断完善, 有关土壤这一“黑箱”的研究方法与技术取得了长足的进步, 尤其是各种宏组学技术(meta-omics technology), 如环境宏基因组学、宏转录组学、宏蛋白组学、宏代谢组学等的问世, 极大地推进了人们对土壤生物世界的认知, 尤其是对植物地下部生物多样性和功能多样性的深层次剖析, 根际生物学特性的研究成果被广泛运用于指导生产实践。
深入系统地研究根系分泌物介导下的植物-土壤-微生物的相互作用方式与机理, 对揭示土壤微生态系统功能、定向调控植物根际生物学过程、促进农业生产可持续发展等具有重要的指导意义。
该文综述了根系分泌物的概念、组成及功能, 论述了根系分泌物介导下植物与细菌、真菌、土壤动物群之间的密切关系, 总结了探索根际生物学特性的各种研究技术及其优缺点, 并对该领域未来的研究方向进行了展望。
关键词生态效应, 微生态系统, 根际, 根系分泌物, 信号分子Advances and perspective in research on plant-soil-microbe interactions mediated by root exudatesWU Lin-Kun1,2*, LIN Xiang-Min1,2*, and LIN Wen-Xiong1,2**1College of Life Sciences, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China; and 2Key Laboratory of Biopesticide and Chemical Biology, Ministry of Education, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, ChinaAbstractRoot exudates have specialized roles in nutrient cycling and signal transduction between a root system and soil, as well as in plant response to environmental stresses. They are the key regulators in rhizosphere communication, and can modify the biological and physical interactions between roots and soil organisms. Root exudates play important roles in biogeochemical cycle, regulation of rhizospheric ecological processes, and plant growth and development, and so on. Root exudates also serve roles in the plant-plant, plant-microbe, and microbe-microbe interactions. Plant allelopathy, intercropping system, bioremediation, and biological invasion are all the focal sub-jects in the field of contemporary agricultural ecology. They all involve the complex biological processes in rhizosphere. There are increasing evidences that various positive and negative plant-plant interactions within or among plant populations, such as allelopathy, consecutive monoculture problem, and interspecific facilitation in intercropping system, are all the results of the integrative effect of plant-microbe interactions mediated by root exudates. Recently, with the development of biotechnology, the methods and technologies relating to soil ecologi-cal research have achieved a remarkable progress. In particular, the breakthroughs of meta-omics technologies, including environmental metagenomics, metatranscriptomics, metaproteomics, and metabonomics, have largely enriched our knowledge of the soil biological world and the biodiversity and function diversity belowground. Re-search on plant-soil-microbe interactions mediated by root exudates has important implications for elucidating the functions of rhizosphere microecology and for providing practical guidelines. The concept and components of root ——————————————————收稿日期Received: 2013-10-09 接受日期Accepted: 2014-01-12* 共同第一作者 Co-first author** 通讯作者Author for correspondence (E-mail: wenxiong181@)吴林坤等: 根系分泌物介导下植物-土壤-微生物互作关系研究进展与展望 299doi: 10.3724/SP.J.1258.2014.00027exudates as well as the functions are reviewed in this paper. An overview on the root-bacteria, root-fungi, and root-fauna interactions is presented in detail. Methods to study root exudates and microbial communities are re-viewed and the aspects needed to be further studied are also suggested.Key words ecological effect, microecology, rhizosphere, root exudate, signal molecule根际是指受植物根系活动影响, 物理、化学和生物学性质上不同于土体的那部分靠近植物根系的微域土区, 是植物-土壤生态系统物质交换十分频繁的一个界面, 也是土壤微生物非常活跃的一个区域。
而根系分泌物是调节根际微生态系统活力与功能的关键因素。
根系分泌物介导下的植物-土壤-微生物相互作用的研究正成为现代科学研究的一个热点问题。
近年来, 随着现代生物化学与分子生物学研究手段的日益发展, 有关植物根际生物学特性的研究成果也日益丰富与深入。
研究发现, 根系分泌物对根际微生物群落结构具有选择塑造作用, 不同植物体的根际微生物群落结构具有独特性与代表性(Paterson et al ., 2007); 反之, 根际微生物群落结构变化也对植物根系分泌物释放、土壤物质循环、能量流动、信息传递有重要的影响, 进而影响植物的生长发育过程(Eisenhauer et al ., 2012)。
深入探索根系分泌物介导下的植物-微生物复杂的互作关系, 对于合理有效地调控根际生态系统, 最大限度地发挥该系统的功能, 提高养分资源利用效率与作物生产力, 实现农业生产可持续发展, 具有重要的理论参考与实践指导意义。
1 根际沉积与根系分泌物1.1 根际沉积与根系分泌物概念根际沉积(rhizodeposition)是植物根系通过各种主动或被动的形式将输入到根部的有机、无机化合物释放到邻近的土壤而形成的。
植物根际碳的沉积主要来源于植物残体、脱落根部细胞的分解, 根部细胞的更新, 以及植物生育期内的根系分泌物。
根际沉积是介导植物与邻近植物、植物与微生物交流, 以及植物与土壤交换的主要媒介, 同时对土壤碳循环起着重要作用。