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【行业科普】芽孢杆菌、丛枝菌根真菌、柑橘树根系、原位土壤之间的共生关系

【行业科普】芽孢杆菌、丛枝菌根真菌、柑橘树根系、原位土壤之间的共生关系 中森宜科生态科技
2025-06-08
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导读:芽孢杆菌、丛枝菌根真菌、柑橘树根系、原位土壤之间的共生关系

芽孢杆菌、丛枝菌根真菌、柑橘树根系、原位土壤

之间的共生关系

众所周知,丛枝菌根真菌可与柑橘树根系形成菌根共生结构,其菌丝能够穿透根系细胞,在根系内形成丛枝等结构。丛枝菌根真菌的菌丝网络可以延伸到土壤中较远的地方,极大地扩展根系的吸收范围,增加根系对磷、氮等矿质元素以及水分的吸收量。

在信号交流方面,柑橘树根系会释放以独角金内酯为主的化学信号,诱导丛枝菌根真菌孢子萌发和菌丝伸长。而丛枝菌根真菌则会分泌脂壳寡糖等关键化学分子,触发柑橘树根系的共生相关基因表达,激活共生信号通路,促进共生关系的建立。

而芽孢杆菌能作为根际促生菌,在柑橘树根系周围定植并形成生物膜,与根系建立共生关系。它能分泌多种植物生长调节物质,如吲哚乙酸、赤霉素等,刺激根系生长,增加根毛数量和长度,扩大根系吸收面积,从而增强根系对水分和养分的吸收能力。例如,解淀粉芽孢杆菌可促进柑橘根系生长,提高根系活力,使根系能够更有效地从土壤中获取氮、磷、钾等营养元素。

芽孢杆菌还能产生抗生素、几丁质酶等物质,抑制土壤中有害微生物的生长,减少土传病害的发生,为根系创造健康的生长环境,间接促进柑橘树的生长发育。

在此基础上,芽孢杆菌和丛枝菌根真菌之间也存在着协同共生的关系。芽孢杆菌可以促进丛枝菌根真菌的孢子萌发和菌丝生长,增加丛枝菌根真菌在根系上的定殖率。同时,芽孢杆菌还能提高根系分泌物中糖和有机酸的含量,为丛枝菌根真菌提供更多的碳源,从而增强其生长和功能发挥。

芽孢杆菌和丛枝菌根真菌的共生作用为柑橘树提供了充足的养分和良好的生长环境,促进了根系的发育和吸收功能的增强,尤其是提高了柑橘树根系对土壤中肥料的吸收效率,进而支持了柑橘树地上部的营养生长,使植株生长更加健壮,叶片更浓绿,光合作用效率提高,为生殖生长奠定了物质基础。

营养生长的良好状态可以为生殖生长提供更多的光合产物和营养物质,有利于花芽分化、开花结果以及果实的发育和品质的提升。同时,芽孢杆菌和丛枝菌根真菌在调节植物激素平衡方面的作用,也有助于协调营养生长和生殖生长之间的关系,使两者能够协调发展,避免出现营养生长过旺而影响生殖生长或生殖生长过度消耗养分导致植株早衰等问题。

与此同时,芽孢杆菌和丛枝菌根真菌的定殖能够激活柑橘树的免疫系统,诱导其产生SAR(系统获得性免疫机制)。芽孢杆菌通过分泌抗菌肽、胞外酶等物质,直接抑制病原菌的生长和侵染,同时还能刺激根系细胞产生活性氧和抗氧化酶等防御相关物质,增强根系的抗氧化能力和抗病能力。而丛枝菌根真菌能够调节植物的防御基因表达,增强植物的系统性抗性,柑橘根部的抗氧化酶 PPO  POD 等活性显著提高,这是柑橘抗衡活性氧过量的自我保护反应,有助于缓解外来入侵产生的氧化损伤,提高了柑橘树的整体免疫应答水平。

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综上所述,筛选合适的芽孢杆菌、丛枝菌根真菌,组成有效的SynComs(微生物合成群落),将有助于在芽孢杆菌、丛枝菌根真菌、柑橘树根系、原位土壤之间的构建有益的共生关系,从而在柑橘树平衡营养生长和生殖生长,以及提升免疫能力方面具有极大的潜力和前景。

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