PGPR的研究进展及应用.pptVIP

PGPR研究进展及其应用 杨芳 何为PGPR 所谓的PGPR(plant growth-promoting rhizobacteria)即一群定殖于植物根际、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，能够促进植物生长。 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 大量研究表明PGPR菌株在温室、大田条件下表现出明显的促进植物生长、防治土传病害、提高植物对非生物胁迫的抗逆性、促进土壤生物修复等效果。 PGPR的直接促生机理 1、提供植物营养物质 A、生物固氮作物 B、提高植物根际养分的可利用性 C、增强其他有益的共生作用 PGPR可以在很多情况下，作为“助手”细菌协同其他有益共生关系。 D、复合促生作用（combination of modes of action） 2、产生植物生长调节物质（phytostimulators） 多种PGPR通过产生植物激素、ACC脱氨酶、挥发性物质等促进植物生长。并且能促进植物根生长、改变根形态、增加根长度、根毛数、侧根数、根质量及根表面积。常见的产物为： A、生长素（indole-3acetic acid) B、细胞分裂素（cytokinin） C、赤霉素（gibberellin） D、ACC脱氨酶 E、挥发性物质 F、辅因子（PQQ） PQQ是一种植物生长促生剂，在植物体内可以作为一种抗氧化剂 G、其他生长调节物质 PGPR可以增加根呼吸速率促进根系生长 3、植物根际生物修复剂（rhizoremediators） 细菌对土壤污染物的降解面临的最大问题是：很难适应非根际土壤环境。目前开发了一种解决方法：根际生物修复系统（rhizoremediation）：筛选降解污染物根际细菌，以便其利用植物根际分泌物作为主要营养。目前获得一株能高效利用根际分泌物，又能降解根际污染物萘的恶臭假单胞菌PCL1444，保护植物免受萘伤害。 4、环境胁迫调节剂（stress controller） 目前研究的多得是ACC脱氨酶，其可以降低植物体内乙烯水平。并可解除植物病原细菌、多环芳烃碳氢化合物、重金属Ni2+和Ca2+、盐、干旱及淹水等生物和非生物压力对植物的危害 PGPR生防机制 植物病害的微生物防治（microbial control）是一个复杂的过程，不仅涉及到生防微生物、病原菌和植物，而且还与土著性微生物区系（indigenous microflora）、大型生物区系（macrobiota，线虫，原生动物等）和植物栽培基质（土壤、蛭石等）有关。其作用机制主要从以下几个方面体现 A、拮抗作用（antagonism） B、产生水解酶 C、信号干扰（signal interference） D、诱导系统抗性（induced systemic resistance，ISR) E、竞争营养和生态位（competition for nutrients and niches，CNN） F、竞争Fe3+(Competition for ferric iron） G、捕食和寄生（predation and parasitism)：主要是木霉 H、解毒作用（detoxification and degradation of virulence factor） I、干扰病原菌的活性、生存、萌发及孢子形成 PGPR主要研究进展 1、自诱导信号化合物介导的根际微生物相互作用 2、利用焦磷酸测序技术分析细菌群落结构 3、利用蛋白组学方法研究PGPR-根际相互作用 4、利用基因组学方法研究PGPR功能基因 目前已有菌株的基因序列库建立：枯草芽孢杆菌168、解淀粉芽孢杆菌FZB42、荧光假单胞菌Pf-5、荧光假单胞菌SBW25等。这些数据为揭示PGPR作用机理、寻找新的生物活性化合物等提供强有力支持。 PGPR产品的商业化应用进展 美国拜耳作物科学公司：新型生物农药KodiakRConcentrate 和Yield Shield R Concentrate Biological Fungicides,获得EPA登记； 加拿大Brett Young 公司：BioBoost R 由分离自植物根际的代尔夫特氏菌（Delftia）发酵而成的PGPR接种剂；BioBoost R plus 是由食酸代尔夫特氏菌（Delftia acidovorans）和大豆慢生根瘤菌组合而成； 加拿大Becker Underwood公司：利用PGPR菌株枯草芽孢杆菌MBI