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农业微生物生物技术

一．背景

农业包括种植业、养殖业、水产业及农产品加工等各个领域，不

仅为人类生存、发展提供食物、能源而且还为工业发展提供原材料等。

可持续农业是指控制农业病虫害破坏程度、提高作物生命力、保

持生物多样性、改良农业环境以及采用新式农具等方面的内容，与生

态农业密切相关，其中农业微生物在可持续农业中将发挥愈来愈重要

的作用。

有些微生物对农业生产有益，如根瘤菌（固氮作用），苏云金芽

孢杆菌（微生物杀虫剂——它的主要活性成分是一种或数种杀虫晶体

蛋白(ICPs)，又称δ-内毒素，对鳞翅目、鞘翅目、双翅目、膜翅目、

同翅目等昆虫，以及动植物线虫、蜱螨等节肢动物都有特异性的毒杀

活性）等；而有些有害，但二者之间较难区分。例如：茭白，它是一

种粮食，被茭白黑粉菌感染后发生黑粉病，植株变短，不能抽穗结实，

对以收获为目的的栽培来说是有害的，但这种病变的粗短茭白茎很鲜

嫩，可以作为蔬菜食用，因为茭白黑粉菌可分泌一种生长素，刺激茭

白细胞膨大。引发水稻恶苗病的赤霉菌感染水稻以后，水稻秧苗又细

又长，然后枯萎死去，严重影响水稻的产量，但该病原真菌可产生植

物激素赤霉素（具有促进细胞分裂和细胞伸长，促进花芽分化，促进

果实与胚生长，促进种子萌发的生理作用），目前采用发酵法生产赤

霉素。

固定发酵:保藏菌种—斜面试管活化—液体摇瓶扩大培养—固体发

酵生产。

液体发酵:保藏菌种—活化—液体发酵

二．附生微生物

根据微生物生长的部位不同，可分为

（一）根际微生物

土壤组成很复杂，对于微生物来讲属于营养贫乏的环境，其中有

机质的含量在0.8～2.0%，大多数的碳以腐殖酸形式存在，微生物难

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以利用。

植物根际包括跟表面及其周围2mm范围内的区域，在这个区域

内，由于根在土壤中生长代谢，向周围释放部分有机质包括氨基酸、

单糖、有机酸、根分泌的糖类、酶，根部脱落的细胞或死亡的细胞及

根产生的二氧化碳及乙烯等物质。据估计，植物光合作用固定的碳有

20%分布在根部，因此根际的环境有利于微生物各种群间的平衡。

根际微生物之间发生复杂的相互关系，，且与植物本身有密切的

联系，可刺激植物的非特异性防御反应，从而提高植物抵抗其他病原

微生物的能力，还可向植物提供营养元素等物质。

根际微生物类群包括细菌（含放线菌）、真菌（含酵母菌）及原

生动物等，多种微生物以微生物生物膜的形式存在于根际，比如根瘤

菌属。

（二）叶际微生物

叶际微生物并不仅限于生活在植物叶片上的微生物，还包括生活

在幼芽、花等植物地上部分的微生物。因为叶片上细菌数目占有绝对

优势，所以多数研究是从此进行的。

叶际微生物群体包括不同种类的细菌、丝状真菌、酵母菌、微藻，

有时也发现有原生动物与线虫等。

1.叶际微生物对植物的影响

（1）叶际微生物可改变植物表面的性质

植物表面温度与湿度变化大，且为微生物生长提供的营养极其有

限，则叶际微生物可以产生一些具有表面活性剂功能的化合物来增加

叶面表皮层的亲水性，使细菌易于向营养丰富的地方游动。

假单胞菌具有产生表面活性剂与丁香霉素的能力，大多数叶际细

菌可产生吲哚乙酸，影响植物的生长发育。

叶际的甲