微生物论文范文3篇

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甘草有益微生物论文

【摘要】植物体内大量分布的微生物对植物产生的影响已成为人们关注的热点,特别是那些有益的影响可对植物的生长及活性成分的形成产生一定的作用。甘草作为一种大宗中药,其栽培品的质量一直是人们所关心的问题,甘草有益微生物对提高甘草的品质有重要作用。该文综述了甘草有益微生物的研究进展,以期对提高栽培甘草的质量起到指导意义。

【关键词】甘草;内生菌;根瘤菌;菌根真菌

甘草是豆科甘草属(Glycyrrhiza)植物,其根及根茎为常用中药,市场需求量大。近年来,随着野生甘草资源的急剧减少,且国家明令禁止采挖野生甘草,使甘草供求矛盾日益尖锐。在这种情况下,对甘草资源的保护性利用及栽培甘草势在必行。近年来,随着人工甘草种植面积的逐年加大,提高甘草的质量成为亟待解决的一个关键问题。相关研究表明,植物有益微生物可以产生促植物生长的活性物质,提高植物固氮性能,促进植物对恶劣环境的适应,加强系统的生态平衡,保证寄主植物健康生长。因此本文就近年来甘草有益微生物的研究进展进行综述,以期对提高栽培甘草的质量有指导意义。

1甘草内生菌的研究现状

内生菌是指一生或至少一生中的某个阶段能进入活体植物组织内,并且不引起明显组织变化的真菌或细菌[1,2]。1993年,Strobel等[3]从短叶红豆杉TaxusbrevifoliaNutt的树皮中分离出二百多种微生物,其中有一株内生真菌Taxomycesandreanae能产生紫杉醇,这一研究结果引起学者对内生菌的广泛兴趣。目前,人们已经从长春花、千层塔、银杏、厚朴等多种植物中分离得到了内生菌,并取得了一些成果。

有学者对甘草内生菌也进行了研究,发现内生菌对甘草产生一系列作用。宋素琴等[4]对采自新疆的健康野生胀果甘草不同组织中的内生菌进行分离,并纯化得到149株细菌和2株真菌,鉴定得出149株细菌分属于13个属,2株真菌分属于青霉菌属Penicillium和镰刀菌属Fusarium。有学者发现内生菌可通过拮抗病原菌促进甘草生长。饶小莉等[5]从乌拉尔甘草健康植株的根茎叶中共分离到内生细菌98株,并采用平板对峙方法筛选出6株菌株,其对植物病原菌有明显体外拮抗活性,鉴定这6株拮抗菌株分属萎缩芽孢杆菌(Bacillusatrophaeus)、多粘类芽孢杆菌(Paenibacilluspolymyxa)、枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、Paenibacillusehimensis。龚明福等[6]采用无菌操作技术从野生健康甘草Glycyrrhizauralensis的根、茎、叶、种子、根瘤等组织中分离出内生细菌(Endophyticbacteria)125株,其中31株对棉花枯萎病菌(Fusariumoxysporum)、棉花黄萎病菌(Verticilliumdahliae)具有较强的拮抗活性,这31株内生细菌分属于气芽孢杆菌属(Aerobacillussp.)、气单胞菌属(Aeromonassp.)、芽孢杆菌属(Bacillussp.)、黄单孢杆菌属(Xanthomonassp.)、假单胞杆菌属(Pseudomonassp.)、土壤杆菌属(Agrobacteriumsp.)。另有研究发现,从甘草中分离的有些内生菌还可产生活性物质。韦革宏等[7]从乌拉尔甘草和光果甘草中共分离得到68株内生菌,从中筛选出一个来自乌拉尔甘草的菌株Mesorhizobiumsp.CCNWGX022,从该菌株发酵液的石油醚提取物中分离得到了十八烷酸内酯Rhizobialide,是第一次从内生菌中得到此类物质。另有学者研究了内生菌在甘草不同部位及不同月份的数量变化趋势。林世利等[8]分离出不同月份苦豆子、骆驼刺、苜蓿、铃铛刺、甘草不同部位的内生细菌,研究阿拉尔地区豆科植物内生细菌种群动态。结果显示5月份的苦豆子和甘草植株、8月份的苜蓿植株、9月份的铃铛刺和骆驼刺植株的内生细菌的种类最多。内生细菌种类的分布规律依次为苦豆子中叶>茎>根>种子>花,苜蓿中根>叶>茎>花>种子,铃铛刺中茎>叶>种子>花>根,骆驼刺中根>茎≥叶>种子>花,甘草中茎>根>叶>种子>花。5种豆科植物生长期中总带菌量平均值在各个月份变化趋势不同,并且各个月份的带菌量处于交替变化之中,说明不同月份5种豆科植物内生细菌的种类和数量不同,同种豆科植物不同组织部位的内生细菌的种类和数量有差异。

2甘草根瘤菌的研究现状

根瘤菌是与豆科植物共生,形成根瘤并固定空气中的氮气供植物营养的一类杆状细菌。这种共生体系具有很强的固氮能力。根瘤菌分快生和慢生两种类型,为化能异养菌。目前有学者已经从甘草中分离得到根瘤菌并进行了一些相关研究。

目前对甘草根瘤菌的研究多体现在根瘤菌的分类上。杨雪颖等[9]通过对西北干旱半干旱地区68株甘草根瘤菌的表型多样性和抗逆性分离研究,发现1个新类群和1个具有较高抗逆性的菌株。对新类群的中心菌株CCNWGX022和高抗性菌株CCNWGX035进行16SrDNA全序列测定及系统进化研究。结果表明,CCNWGX022和CCNWGX035与中慢生根瘤菌属内参比菌株的16SrDNA相似性分别大于96.8%和98.3%,判定它们均属于中慢生根瘤菌属。谷峻等[10]采用表型数值分类、16SrDNAPCR-RFLP分析和BOX-PCR指纹图谱分析的方法对中国北方地区的甘草根瘤菌进行表型、遗传多样性分析。供试菌株在数值分类聚类分析中约85%的相似水平上产生2个表观群,有11株菌未与已知参比菌株聚群。16SrDNAPCR-RFLP分析表明,供试的20株菌共产生14种遗传型,表现出丰富的遗传多样性。BOX-PCR指纹图谱分析进一步证明与甘草共生的根瘤菌的基因组也具有多样性。由此得出结论:在中国北方地区与甘草共生的根瘤菌在Sinorhizobium、Rhizobium和Mesorhizobium属中均有分布。

3甘草菌根真菌的研究现状

菌根是土壤中某些真菌与植物根的共生体。凡能引起植物形成菌根的真菌称为菌根真菌,大部分属担子菌亚门,小部分属子囊菌亚门。菌根真菌与植物之间建立相互有利、互为条件的生理整体,并各有形态特征,这是真核生物之间实现共生关系的典型代表。根据形态和解剖学的特征,又把菌根分为外生菌根和内生菌根两大类。有学者对甘草菌根真菌进行研究发现菌根真菌可促进甘草的生长。饶小莉等[11]分离了甘草的VA菌根,并用三叶草进行单孢繁殖,将繁殖后的菌根真菌回接甘草,结果发现接种了菌根真菌的甘草植株笔长、根粗、茎叶干重和根干重都有较大程度的提高,均比对照显著增加,并且不同处理对植株生长影响不同,得出结论接种VA菌根真菌显著促进了甘草的营养生长。JingnanLiu等[12]用两种AM菌根真菌Glomusmosseae与Glomusversiforme接种甘草,结果显示接种的甘草相对于对照组在生长的早期和晚期有显著提高,叶摄取磷的量比对照组多,并且根中甘草酸的浓度有所升高,但根部氧化酶活性相对降低了,由此得出结论接种AM菌根真菌有可能成为提高甘草药用价值的有效途径。

4甘草其他微生物学相关研究现状

近年来,对甘草微生物学转化等方面的研究工作也取得了一定成果。谢毛成[13]利用发根农杆菌的Ri质粒,以光果甘草种子胚萌发形成的实生苗不同部位为外植体,成功诱导出光果甘草毛状根,并利用TLDNA中rolC序列中的特异性引物,应用PCR技术对光果甘草毛状根进行了分子水平的鉴定,并利用理化手段对毛状根转化后产生的冠瘦碱进行了薄层定性鉴定,从不同水平上证实了光果甘草毛状根核基因组中已整合了外源Ri质粒的T-DNA片段。燕飞等[14]利用发根农杆菌R1601对药用植物胀果甘草(GlycyrrhizainflatBat)进行转化,诱导其产生发根。在发根诱导过程中,分别用不同菌液浓度、不同浸染时间对胀果甘草子叶、胚轴进行转化处理,统计、比较各条件下的发根率,结果表明,用稀释2倍的菌液浸染子叶8min时,发根诱导率最高,为56.49%。何晨等[15]用一株产β-葡糖醛酸酶的菌种HC-12对甘草进行液体发酵转化。通过对菌种复合诱变以及应用系统数值化及灵敏值系统调控技术优化了发酵工艺,把甘草中不足0.1%的甘草次酸的含量提高了20倍以上。经过柱层析及HPLC及1HNMR鉴定分离得到了甘草次酸纯品,并通过动物实验验证了发酵甘草于未发酵的生品对照甘草具有抗炎活性和镇痛作用显著性效果。

5小结

内生菌对甘草的有益作用体现在:①内生菌有促进甘草生长作用,内生菌可与病原菌竞争营养或直接产生拮抗物质而抑制病原菌,从而促进甘草生长。②有些内生菌可产生活性物质。③内生菌在甘草不同部位及不同月份的数量呈现一定的变化趋势。另有研究表明,内生菌能产生与宿主相同的活性物质[3],王兴红[16]推测内生真菌可能与中药的道地性有密切的关系。这些成果对于甘草内生菌的研究有重要意义。

根瘤菌对甘草的有益作用体现在:根瘤菌能够通过与甘草共生,引起甘草根部或茎部结瘤,将空气中的N2转化为可吸收利用的NH4,从而为甘草提供氮素营养,促进其生长。

菌根真菌对甘草的有益作用体现在:甘草和菌根真菌是一种互惠共生的关系,它们之间可以交换各自所需的物质,甘草借助菌根真菌吸收水分、养分和生长促进剂,而菌根真菌也从甘草中摄取自身生长所需要的糖分和其它有机物。菌根真菌是根系的延长和扩展,且比根系吸收水分、养分的能力大得多,可促进甘草的营养生长,提高甘草的药用价值。

微生物转化对甘草的作用体现在:对甘草进行微生物转化,可提高其有效成分含量,用药效果可得到提高。

总之,微生物是个潜力巨大、尚待开发的资源,对甘草相关微生物进行研究有重大意义,有利于提高甘草的质量,对于中药的可持续发展也将起到重大作用。超级秘书网:

【参考文献】

[1]PertiniO.Fungalendophytesoftreeleaves[A].In:AndrewsJH.HiranoSS.eds.MicrobialEcologyofLeaves[C].INewYork,Springer-Verlag,1991:179.

[2]WilsonD.Endophyte-theevolutionofaterm,andclarificationofitsuseanddefinition[J].Oikos,73:274.

[3]StierleA,StrobelG,StierleD.TaxolandtaxaneproductionbyTaxomycesandreanae,anendophyticfungusofpacificyew[J].Science,1993,260(5105):214.

[4]宋素琴,欧提库尔玛合木提,张志东,等.新疆胀果甘草内生菌的分离和鉴定[J].微生物学通报,2007,34(5):867.

[5]饶小莉,沈德龙,李俊,等.甘草内生细菌的分离及拮抗菌株鉴定[J].微生物学通报,2007,34(4):700.

[6]龚明福,林世利,张前峰,等.拮抗棉花枯、黄萎病菌的甘草内生细菌初步研究[J].塔里木大学学报,2007,19(2):49.

[7]Ge-HongWei,Xue-YingYang,Ji-WenZhang,etal.Rhizobialide,anewstearolactoneproducedbyrhizobialMesorhizobiumsp.CCNWGX022,anendophytefromGlycyrrhizauralensis[J].Chemistry&Biodiversity,2007,4(5):893.

微生物学理论教学的生物科学论文

一、整合微生物学科内容,注重基础,突出重点

微生物学理论课程沿用我院选用沈萍和陈向东主编的《微生物学》第二版教材,该教材共15章内容,用48学时来完成教材的内容显然是不够的,面面俱到,只能是走马观花,会出现泛泛而谈,重点不突出,难点讲不透,学生听不懂的现象。为此,将教材内容整合缩减为12章,重点介绍1~7章基础微生物学的内容。突出微生物的构造和代谢,注重微生物分子生物学内容的介绍,强调微生物研究无菌技术的重要性。在组织教案时注重与先修课程的内容衔接,对先修课程已经介绍的知识,在课堂上不再重复介绍。如在介绍微生物第八章微生物遗传的内容时,遗传学课程已介绍过证明核酸是遗传物质的“三个经典实验”、证明基因突变的非对应性“变量、涂布、影印”三个实验等内容,则以问题的方式和课外自学的方式复习,不在课堂讲授,把有限的学时用在基础部分。

二、探索问题讨论式课堂教学方法,构建微生物学理论教学模式

所谓问题讨论式课堂教学法,是指教师或教师引导学生提出问题,在教师组织和指导下,通过学生独立思考和讨论,探求问题的答案而获得知识的方法。传统的讲授式教学方法,教师主要运用语言方式,系统地向学生传授科学知识,传播思想观念,发展学生的思维能力,发展学生的智力,教学过程几乎是教师满堂灌,学生处于被动学习状态。显然,单一讲授式教学方法不利于创新人才的培养。针对微生物学课程的开设对象他们已先修了大学化学、生物化学、植物生理学、遗传学等课程,对生物科学专业知识有一定积累的特点,教学中,在每章节开篇讲授时,将该章节的教学目的、重难点对学生提示,以问题的方式提出知识点,给学生一定的时间,带着问题浏览教材和在同学间进行交流讨论,并让学生上讲台陈述对所提问题理解、与同学讨论的结果,阐述自己的观点,教师在此基础上对知识点进行点拨,加深学生对知识的理解和掌握,成为学生学习的引导者。

如在介绍第三章微生物细胞的结构与功能和第四章微生物的营养的内容时,根据第三章内容和知识点设计了原核微生物与真核微生物的主要区别,细菌的一般(基本)构造与特殊构造及功能,革兰氏阳性菌和阴性菌的细胞壁构造的异同,细菌细胞壁的结构与革兰氏染色结果等几个问题;根据第四章的内容设计了微生物需要吃什么(微生物的营养要求),微生物有什么嗜好(营养类型),如何给微生物做饭(培养基的配制),微生物是怎样吃东西的(营养物质进入细胞)等问题。让学生带着这些问题浏览教材,左右邻桌相互讨论,最后由学生来陈述问题的结果,教师根据学生们的表述,进行归纳提炼和小结,促进学生对知识点的理解和掌握。通过对问题讨论式课堂教学方法的探索,构建了提出问题———阅读讨论———解决问题———提炼归纳的问题讨论式教学模式。采用问题式讨论教学法,改变课堂教师一言堂讲授式的传统教学方式,促进学生之间和师生之间的互动。以学生能力发展和素养提高为主要目标,得到学生的赞同和积极响应,促使学生由被动学习转化为主动学习,课堂教学效果也明显提高,学生在教学中多次上讲台锻炼,有利于学生早日成才。

三、小结与讨论

课堂教学实践证明,通过以上对微生物学理论课的教学改革,建立的提出问题———阅读讨论———解决问题———提炼归纳的问题讨论式微生物学理论教学模式,符合生物科学专业学生的特点,不仅使学生认识到了微生物学理论学习的重要性,而且激发了学生对微生物学课程学习的兴趣,调动学生学习的积极性和创造性,发挥学生学习的主观能动性,培养了学生思考分析、解决问题的能力和创新能力,为学生适应将来工作或进一步深造奠定了良好的基础。运用提出问题———阅读讨论———解决问题———提炼归纳的问题讨论式理论教学模式时,教师要凝炼课程知识点,有针对性地提出问题,注意创设一个有利于学生进行探究发现的良好的教学情境,有序组织教学和对重难点归纳提炼,培养学生有效的学习方法和分析问题、解决问题的能力。

作者:邓功成赵洪高礼安李永波吴卫东余彭娜李静陈世军宋丽莎吴莉莉单位:黔南民族师范学院生命科学系遵义师范学院

微生物生态农业论文

1微生物在生态农业系统中的地位

生态农业主要是运用农业生态原理,建立起来的一种新型农业。在现代农业生产中,这种新型的农业,不仅具有良好的生产性能,提高生产的效率,还能够节省生产的成本,节约能源,进而实现农业环境的自净与农业资源的可持续使用。纵观这种新型农业,生态农业是一个有机的整体,属于多目标、多功能、多层次以及多成分有机组合的的生态系统。在这个系统内部,结构有序、内外交流、开放循环以及关系协调发展。在微观层面上,其利用多层次的物质循环与综合利用,进一步提高能量转换与物质循环的效率。例如,在生态农业系统内微生物可以利用植物作载体,可以将植物的秸秆、树叶以及草等植物进行加工处理,生成饲料,饲料可以喂食牲口,牲口的粪便又可以养蘑菇、饲养其他的动植物,将饲养的动植物喂食另外种类的生物。如此循环,就形成了市郊生态系统。由此可见,微生物在生态农业系统中的应用非常重要的。

2微生物技术对改善农业生态环境的作用

2.1微生物在肥料中的作用利用特定培养的微生物,在可调控环境条件下将废弃物、污染物降解和转化,从而解决和控制污染问题,进而为作物提供养分。例如:目前市场上出现的生物有机肥就是利用特定的微生物对兽禽粪便、农业废弃物等进行降解和转化而来的。这种肥料不仅能增加土壤肥力,提供作物生长必须的营养元素,还能改善植物根际的微环境,促进植物对养分的吸收利用,提高产能,同时还减少了合成化肥的使用,减少了合成化肥对环境的污染。由此可见微生物技术将成为农业生态环境保护最有价值和生命力的方法。在农业生态环境面临严峻形式的今天,微生物技术具有无可比拟的优越性。

2.2微生物对农药的降解作用随着化学农药的大规模使用,其所带来的环境问题日益严重。近年来有学者发现微生物对土壤和水中的农药降解起主要作用,目前已经分离出能降解农药的微生物类群,包括细菌、真菌、放线菌、藻类等。因它们受环境等多方面的影响和限制,所以难以大规模使用。近期又有学者提出利用微生物产生的酶来降解农药残留。由此可见,如何更多、更好地利用微生物解决农药残留是生态农业发展急需解决的问题。

2.3微生物在大型生态农场中的作用在大型生态农场生产与建设的过程中,大量的排污系统使得生态环境遭受到前所未有严重的破坏。近年来,养殖场的规模与数量每年都以单调递增的速度增长。现代的养殖场将新技术、新设备引进来,进而实现生产过程的机械化操作,养殖场的生产能力持续增长的同时带来的环境污染、生态系统破坏、能源供应紧张的等问题也随之而来。微生物围绕生产过程中产生的废水与废物进行处理。经过微生物的处理技术,有机废物就会转化为能源、肥料、化工产品甚至是食品。

2.4微生物技术在庭院生态农业系统中的作用众所周知,庭院经济营养项目较多,集约化程度较高,土地利用率较高,资金周转与积累较快。其对人们的生产与生活的影响是最为直接的。在发展庭院生态农业系统的过程中,微生物在其中的应用被人们所接受。庭院生态农业系统中的粪便与生活垃圾进入发酵池,可以直接改变生活环境。这样的方式构成了多层次、多途径与多功能的庭院生态农业系统。在庭院生态农业系统中,人们通过自己的方式将为生物技术应用于其中,使其发挥出应有的效果。

3结语

总而言之,在发展新型生态农业系统的过程中,注重微生物在其中的作用。在农业改革不断推进的过程中,利用微生物的相关作用,使其发展的更好。微生物在生态农业系统中的应用是非常明显的,其所取得效果也是较为显著的。为更好的发展农业,应积极主动应用微生物。

作者:洪彩霞单位:江苏中宜生物肥料工程中心有限公司

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