国家植保微生物种质资源库 (河北)

National Collection of Plant-associated Microbes (Hebei)

微生物资源库科研团队工作场景

 
科普天地

 

(1) 细菌、真菌、放线菌的区别

细菌:原核生物(无成形细胞核),单细胞,结构简单,多数有细胞壁(主要成分为肽聚糖),部分有鞭毛或芽胞,个体微小(微米级),形态多为球形、杆形、螺旋形,菌落质地较均匀、边缘整齐,作为生防微生物,通过产生抗生素、竞争营养或抑制病原菌,或作为杀虫微生物(如苏云金芽胞杆菌);部分可固氮、解磷,改善土壤肥力。

真菌:真核生物(有成形细胞核),单细胞或多细胞,有细胞壁(主要成分为几丁质),含细胞核、细胞器(如线粒体),多细胞真菌有菌丝体,菌落疏松、呈绒毛状或絮状;单细胞真菌(如酵母菌)为圆形或椭圆形,可寄生或拮抗病原菌(如木霉菌),或感染害虫(如白僵菌);部分可分解有机物,参与生态循环。

放线菌:原核生物(归为细菌域),单细胞,有分枝菌丝(基内菌丝、气生菌丝),细胞壁含肽聚糖,无成形细胞核,菌落呈放射状,质地致密、表面干燥,多为白色或灰白色,能产生多种抗生素(如链霉菌产生井冈霉素),用于防治植物病害;部分可分解土壤有机质,改善土壤结构。

(2)生防微生物常见种类


细菌:芽孢杆菌:枯草芽胞杆菌,防治棉花黄萎病、瓜类白粉病等,如菌株NCD-2、BAB-1、HMB19198。贝莱斯芽胞杆菌,防治番茄枯萎病、马铃薯黑胫病等,如菌株 B31。苏云金芽胞杆菌(Bt),产生杀虫晶体蛋白,防治小菜蛾、韭蛆等鳞翅目害虫,如菌株JQ23、LT2016。荧光假单胞菌,拮抗病原菌,用于防治小麦茎基腐病等,如   ;其他细菌如

真菌:木霉属(Trichoderma),拮抗病原菌,防治番茄灰霉病、葡萄白腐病等。白僵菌(Beauveria),寄生害虫,防治小菜蛾、金龟子等,如菌株 HFW-05。绿僵菌(Metarhizium),感染害虫,用于蛴螬等地下害虫防治。

放线菌:链霉菌属(Streptomyces),产生抗生素,如防治水稻纹枯病的井冈霉素(由链霉菌发酵产生)。

(3)微生物农药(苏云金芽胞杆菌)、生物肥料(固氮菌)、土壤修复微生物的作用原理


芽孢杆菌防病的作用原理:

微生物农药(苏云金芽胞杆菌,Bt)的作用原理

苏云金芽胞杆菌是目前应用最广泛的细菌类微生物杀虫剂,其核心作用原理是通过产生特异性杀虫晶体蛋白(如Cry蛋白、Cyt蛋白等)靶向作用于害虫肠道,破坏害虫生理机能,最终导致害虫死亡。具体过程:Bt菌株在生长繁殖过程中会形成伴孢晶体,当害虫取食含 Bt 的制剂后,晶体蛋白在害虫中肠碱性环境下被降解为活性肽段,与中肠上皮细胞的特异性受体(如V-ATP酶亚基A)结合,破坏细胞膜通透性,导致细胞裂解、肠道麻痹,害虫因停止取食而死亡。资源库筛选的Bt菌株JQ23含4种对韭蛆有杀虫活性的新型蛋白(Cry4A-like 等),亚致死剂量可显著降低韭蛆化蛹率、羽化率;LT2016菌株发现的新型杀虫基因tpp-like,对鳞翅目害虫具有高毒力。

生物肥料(固氮菌)的作用原理

固氮菌作为生物肥料的核心功能菌群,通过生物固氮作用将大气中游离的氮气(N₂)转化为植物可吸收利用的氨态氮(NH₃)或铵态氮(NH₄⁺),从而为植物提供氮素营养,减少化学氮肥使用。作用机制:部分固氮菌可与植物(如豆科植物)形成共生关系(如根瘤菌与豆科植物根系形成根瘤),通过体内固氮酶复合体将 N₂还原为氨;非共生固氮菌(如固氮螺菌)则自由生活在土壤中,通过固氮作用向周围环境释放氮素,同时可分泌生长素等物质促进植物生长。应用价值:固氮菌的固氮作用能提升土壤氮含量,减少化肥投入,如资源库筛选的耐盐碱固氮菌在盐碱地作物种植中,可改善土壤肥力,提升作物叶绿素含量和产量。

土壤修复微生物的作用原理

土壤修复微生物通过代谢活动降解或转化土壤中的污染物(如农药残留、有机废弃物等),或改善土壤理化性质(如降低盐碱度、提升有机质含量),实现土壤生态功能的恢复。具体作用:降解污染物,微生物通过分泌酶(如纤维素酶、漆酶等)将土壤中的有机污染物(如农药)分解为无害的小分子物质(如CO₂、H₂O)。改良土壤结构,部分微生物(如芽胞杆菌、放线菌)可分解秸秆、菌糠等有机废弃物,释放养分的同时改善土壤团粒结构,提升土壤透气性和保水保肥能力。例如,资源库筛选的菌株可腐熟香菇菌糠粉,解决“烧苗”问题,同时抑制尖孢镰刀菌等病原菌。改善盐碱地,耐盐碱微生物通过代谢调节土壤pH值和EC值(电导率),降低土壤盐碱度,如资源库评价的15株耐盐碱细菌可提升盐碱地葡萄叶片酶活,改善土壤环境。



回顶部