初农生物寡雄腐霉在植物抗病和促生中的作用

初农生物寡雄腐霉在植物抗病和促生中作用显著。它能抑制或杀死土传病原菌,诱导植物防卫反应,减少病原菌入侵。同时,其产生的分泌物及酶类促进作物根系发育,提高养分吸收,具有促长和增产的效果。寡雄腐霉是植物抗病增产的重要生物制剂。

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寡雄腐霉(Pythium oligandrum)属卵菌纲(Oomycete)霜霉目(Peronosporales)腐霉科(Pythiaceae)腐霉属(Pythium),是自然界中存在的一种具有较强攻击性的寄生真菌,能够定殖在多种作物根围,进而抑制或杀死其它土传病菌,其分泌的纤维素酶、蛋白酶、脂肪酶和β-1,3-葡聚糖酶等多种胞外酶可以水解病原真菌的细胞壁。寡雄腐霉也可以产生抗菌物质,抑制病菌孢子萌发和菌丝生长,同时产生的寡雄蛋白(oligandrin)能提高抗氧化保护酶的活性,刺激植物防卫反应并产生诱导抗病性。近期,Bĕlonožníková等人发表在Microbiological Research期刊发文《Pythium oligandrumin plant protection and growth promotion: Secretion of hydrolytic enzymes, elicitors and tryptamine as auxin precursor》,系统阐述了寡雄腐霉在保护植物免受病原危害和促进植株生长中的功能。

卵菌在各种生态系统中普遍存在,包括不宜居的极端环境。在土壤环境中,卵菌和植物之间存在高度复杂的相互作用,且它们的生态作用目前尚不完全清楚。尽管如此,一些卵菌依然是令人印象深刻,比如寡雄木霉菌,是一种有效的生防菌株,可以抑制镰刀菌、疫病菌、大丽黄萎病菌、灰葡萄孢菌等多种病原。此外,还能诱导植物的防御反应、促进植物生长及增强适应性。

图1寡雄腐霉分泌组中存在的酶可以降解植物病原体的细胞

寡雄腐霉可产生水解酶。寡雄腐霉利用吸器附着于病原菌,随后产生大量菌丝将其包裹,在侵入位点大量分泌几丁质酶、纤维素酶等水解酶用来降解寄主细胞壁,不仅便于其更快的侵入寄主完成寄生阶段,还能够为自身快速生长发育提供碳源。寡雄腐霉可产生抗生素。除水解酶的分泌外,寡雄腐霉会分泌一些拮抗物质,这些物质可以有效地抵抗病原菌。

已有研究证明寡雄腐霉分泌的抗生物质会使致病疫霉菌丝膨大,并造成细胞壁溶解,最后达到抑制致病疫霉的目的。然而,目前这些拮抗物质的化学结构仍不清晰。寡雄腐霉可诱导植物防御反应。寡雄腐霉可以与植物根部相互作用,并快速大量的定殖在根部组织,但其不会破坏宿主的细胞壁或改变细胞形态,却可以诱导宿主多种防御反应。寡雄腐霉能够成功定殖在番茄根系皮层,影响其代谢的变化,尤其是苯丙烷途径的变化,刺激植株合成防御物质。而寡雄腐霉具备识别植物多糖及其自身的潜力,因此能够特异性的攻击病原微生物。寡雄腐霉可促进植物生长。寡雄腐霉通过向根系补充色胺来增强植物的适应性,色胺是植物激素生长素的前体。植物通过规律性的摄取低浓度色胺对其生长素的生物合成具有关键作用。


图2寡雄腐霉对植物生长影响的作用模式