仙人掌与共生细菌研究----作者Fabrice Cendrin

明辉

Ⅰ-简介

仙人掌和其他一些旱生植物，除了生活在特别干燥，炎热和干旱的环境中之外，还可以完全定居未降解的原始岩石，并能够确保其生存并在这种不利的环境中生长。 ，大多数植物都做不到。它们生长在缺少矿物或有机元素的岩石上，或者由于没有其他植物，微生物或元素先前对岩石的降解而无法被植物直接吸收。气候。
墨西哥和美国研究人员小组在2000年开展的工作，特别是2009年在该杂志上发表了2篇文章环境和实验植物学揭开了这些神话般的仙人掌适应能力的面纱，并突显了迄今为止在该植物家族中从未描述过的现象。该研究是在墨西哥下加利福尼亚州干旱地区的仙人掌上进行的，该仙人掌定居在原始火山岩上。
研究人员观察到，在生岩石中生长的许多仙人掌在该生境中都是绿色，健康和健康的，由于缺乏可利用的矿物质和氮，该地区无法种植任何植物。他们认为唯一可能的解释是存在有助于植物生长的微生物。他们在植物的根中寻找这些微生物并找到了它们。

II-根源上的细菌协会
1-不同的细菌菌株

进行的研究表明，致密的细菌和真菌层与生长在未降解的原始岩石中的几种旱生植物（仙人掌：Pachycereus pringlei，Stenocereus thurberi和Opuntia cholla；以及**无花果树：Ficus）的根际平面有关。palmeri）。根际平面是植物根部（表皮的外细胞壁）与土壤之间的界面，大多数细菌和共生真菌（外生微生物）位于该表面上。至于根际平面细菌，发现的菌株差异很大（主要是假单胞菌，芽孢杆菌的几种，以及 猕猴桃（Actinomadura oligospora）和柠檬杆菌（Citrobacter sp。），以及其他尚未鉴定的细菌菌株。

2009年进行的工作还表明，在自然环境下，Pchycereus pringlei仙人掌的根部甚至根部细胞（内生细菌）中都存在大量细菌菌株（芽孢杆菌，柠檬酸杆菌，芽孢杆菌，克雷伯菌，不动杆菌，假单胞菌和葡萄球菌）。

2-进行的研究结果：

关于细菌的作用和作用，已进行的许多研究突出了以下事实：

-酸分泌和矿物质溶解：

与仙人掌根相关的细菌分泌大量的挥发性和非挥发性有机酸：在所有细菌菌株中最常见的是葡萄糖酸。这些作用于根/岩石界面的酸具有溶解岩石中大量无机化学元素的能力，并使植物能够通过其根部吸收它们（磷，钾，钙，镁等）。锰，铁，铜和锌）。细菌大量释放的是钾元素。在被测根中发现的所有细菌菌株均具有溶解岩石中磷酸盐的能力。

-岩石颗粒的降解：

在进行的实验中，将岩石颗粒与在植物根部发现的细菌一起孵育。几天后，由于这些细菌的作用，这些矿物质颗粒的直径减小，或者分解为较小的颗粒。所有经过测试的细菌菌株都从这些岩石颗粒中提取了许多矿物，但其含量取决于细菌的种类和矿物类型。结合几种细菌菌株，已获得了降解岩石颗粒的最佳结果。实验还表明，细菌不仅能够攻击火山岩，

-固氮：

研究人员最初感到惊讶的是，尽管火山岩中完全不存在氮，但生活在岩石中的植物却没有发现氮缺乏：下沙漠中氮稀少。 -加利福尼亚，在火成岩中不存在。已经表明，某些在仙人掌根部的共生细菌能够高效地固定大气中的氮，并可以为与之共生的植物提供氮，从而完全满足其需求。在没有植物的情况下，这些固氮细菌很少或很少存在于岩石中。在分离出的根内生细菌菌株中，有9个菌株具有固定大气氮的能力，

-细菌耐受性：

在自然条件下，夏季岩石上方的气温超过40°C。1999年9月（最热的月份），暴露在阳光下的岩石温度为60°C。已经显示，微生物可以在干燥季节的每年10个月内与植物根部相关联地存活。在干燥季节，真菌占多数，而在最潮湿的两个月中，细菌占多数。这些细菌具有耐热性，因为它们在最热的时期内能很好地抵抗岩石的60°C的温度，并持续繁殖直至50°C的温度。它们也是卤dai烷，因为它们可以在高盐浓度下生存，例如NaCl是岩石降解的产物。

4-结论：

因此，仙人掌与微生物之间的共生关系已得到充分确立，细菌似乎在使仙人掌适应其生活条件方面起着相当甚至是必不可少的作用。细菌得益于植物通过光合作用提供的碳源，进而帮助植物在原始岩石中定居和生长。在纯矿物环境中，所研究的植物很难在没有细菌的情况下生存。这些细菌的岩石侵蚀能力随细菌菌株和生活条件的不同而变化，这可以解释根源处存在的多种细菌菌株：

III-细菌向植物后dai的传播

进行的研究表明，在植物根部区域以外的温暖季节，岩石中几乎没有细菌存在。实际上，细菌位于根部，在这些不利的环境中，它们在带有根部的仙人掌根部以外几乎没有生存能力：如果发芽的种子在原始土地上定居，它们可以与这些细菌接触。问题出现了，研究人员想知道在岩石中发芽的种子如何与缺乏细菌联系起来。对于殖民在干旱环境中的仙人掌，

正如2009年发表的研究表明，定居在原始岩石上的柱状仙人掌Pachycereus pringlei解决了这个问题：存在于母本植物根部的共生细菌也存在于果实中。内生细菌在成熟果实的内部大量定居（已发现15种不同的可培养菌株）并将定居在种子中。

分离自拟南芥的26种内生细菌菌株中，从根脉管系统中分离出15株，从种子中分离出11株。细菌既存在于种子内表面，又存在于皮层下，并且存在于所有经过测试的植物种群的所有种子中。这些内生细菌以高密度存在于种子中。它们存在于果皮，中果皮和表果皮中，直至种子的胚胎部位。从种子中分离出的细菌菌株中，有2株克雷伯菌显示出固定大气氮的能力。

因此，母植物通过将其珍贵的细菌小心地嵌套在种子中，从而为其种子配备生物“生存套件”。水果被鸟或蝙蝠吃掉，它们的粪便会从母株上沉淀下来。种子中存在的不同细菌菌株将在发芽时迁移到根部：当种子发芽时，在根皮层和血管系统的细胞间隙中会发现内生细菌。然后，幼小植物可以用它们分解对任何可能结了种子的植被都不利的生岩石，并用它们来满足氮需求。

IV-接种细菌的种子罐中的培养物：

进行了两个系列的实验，以测试细菌对盆栽的厚皮草生长的作用。

1-来自未消毒的种子：

实验包括在自然环境中（与巴西根假单胞菌，解毒芽孢杆菌，枯草芽孢杆菌，枯草芽孢杆菌，2，短小芽孢杆菌，2，恶臭假单胞菌，恶臭假单胞菌等）一起播种广产Pachycereus pringlei的种子，并播种与其根系不相关的微生物。），然后将它们播种在锅中，放入珍珠岩（23g）和灭菌的碎火山岩（4g）的混合物中。对照盆栽培养物不含碎石（仅珍珠岩培养物，是纯二氧化硅，无微量矿物质营养）或细菌。

培养一年后，用接种了细菌的种子培育的植物生长得比未播种的种子更好，特别是仅在珍珠岩中种植芽孢杆菌属细菌的植物。，也有更好的生存能力。已经表明，在没有细菌播种的情况下，添加肥料可恢复生长。与仅在珍珠岩上耕种相比，碎石的存在还改善了生存和生长。培养一年后，接种了细菌的植物从碎石中提取的矿物质含量更高，并且会根据所使用的细菌菌株而变化。一年后，已接种细菌的植物所有底物的pH值从最初的7.8降低到6.43至6.00，具体取决于细菌菌株。当从接种有大气固氮细菌的种子中生长出植物时，无论是否在碎石下进行种植，植物的氮含量都会增加。

2-经过消毒的种子：

重复上述相同的盆栽实验，用预先用抗生素消毒过的Pa草（Pachycereus pringlei）的种子重复进行，以去除种子中最初存在的任何细菌。然后将这些种子用纯细菌菌株或几种菌株的混合物接种，然后播种到盆中。

同样，在种植1年后，如果种子与细菌一起播种，则无论使用何种细菌菌株，根的体积，干重和根长都会得到显着改善，但收益会因类型而异。使用的菌株。无论是在纯珍珠岩基质中还是在含碎石的混合物中进行种植，接种细菌的植物中的氮含量始终比未接种的对照植物中的氮含量高。在源自用克雷伯菌和芽孢杆菌菌株播种的种子的植物中，早在播种后30天就可以证明这些细菌对根的定植，并在培养一年后持续存在。

培养1年后对珍珠岩+碎石基质中残留矿物质的测量表明，接种细菌的植物比未经接种的植物从基质中吸收更多的矿物质，尤其是磷酸盐和镁。无论使用哪种细菌菌株。接种内生细菌菌株的植物比未接种的植物吸收更多的铁。几种细菌菌株还允许植物从底物中吸收钾，最有效的是各种内生细菌菌株的混合物。植物的存在总是会降低pH值，但随着植物内生细菌混合物的接种，pH值会显着降低。

IV-和我们的点滴？...

在这项工作中没有提及在盆栽植物基质中自然存在的仙人掌与微生物之间的任何关联。很难说上述发现和研究是否可以推论到我们的收藏中，尤其是：

-如果在我们的气候和培养条件下自然存在于我们培养基中的微生物可以替dai自然环境中的微生物。可能是这样：在我们地区，植物中有许多共生微生物，仙人掌似乎在选择与它们相关的微生物时没有表现出很大的选择性。但这仍然是一个猜测。还应该提到，即使非共生微生物也能够改善植物对钙和镁的吸收。

-盆栽微生物的生存力是什么？用厚皮草进行的实验结果表明，用微生物播种的种子种植的盆栽植物一年后比未接种细菌的种子种植的植物具有更好的生长。这些细菌已显示在容器培养中非常可行。同样，很难将这些结果推论到我们的花盆和温带气候中自然存在的细菌，但是可以合理地假设情况也是如此。

-如果将收集繁殖了数dai的植物通过让种子与共生细菌一起播种而继续将细菌传播给其后dai。先验是有可能的，但是没有研究证明。

-肥料仍然必不可少吗？基于仙人掌可以在自然环境中“砾石”中生长的事实，说如果它们在完全矿物质基质的盆中生长，向它们提供肥料是没有用的，这一点是非常不确定的。以上实验表明，这是假定还存在能够从基质中提取矿物质的盆栽共生微生物，该基质包含植物必需的所有元素，并且可以被存在的细菌降解。 。如果不满足这些条件，肥料仍然必不可少。

明辉

原来‘代’是敏感字，好坑

立夏summer

在哪里转的帖子最好写一下吧

明辉

立夏summer 发表于 2020-10-6 10:40
在哪里转的帖子最好写一下吧

题目

帅气的狗剩子

营养贴

辣椒树

求个原文献检索码

shandouji

支持转好文

cccw

好复杂,类似于土壤的硝化细菌原理

火青

进来学习。

BFG

学习让我快乐！