The Interaction Mechanism Between Plant Rhizosphere Secretion and Soil Microbe: A Review

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb18090023

Abstract

Abstract:

To reveal the pathways and mechanisms of the interaction between plants and soil microorganisms, the authors reviews the research progress of the promotion of plant growth and development by rhizosphere beneficial microorganisms and the effects of plant rhizosphere secretions on soil microbes, mainly include the promoting effect of rhizosphere-promoting microorganism PGPM on plant growth and development, the promotion of biocontrol microorganism BCA on plant growth and development, the composition of root exudates, the function of root exudates, and the pathway of root exudates affecting soil microbes, etc. The authors point out that the research on the mechanism of interaction between plants and soil microorganisms is not deep enough. The research on the screening and adaptability of PGPM strains, the ecological adaptability of biocontrol microorganisms and the mechanism of action on target pathogens, the separation of root secretion, the optimization of the identification method and the allelopathic approach all need to be further studied. In the future, the application of modern molecular biology technology in related research should be increased, and the interaction between plant and soil microorganisms should be further revealed by combining molecular biology techniques with traditional culture methods.

Key words: soil beneficial microorganisms, plant rhizosphere secretions, soil microbial diversity, interaction, pathway, mechanism

CLC Number:

S154.3

Yuan Renwen, Liu Lin, Zhang Rui, Fan Shuying. The Interaction Mechanism Between Plant Rhizosphere Secretion and Soil Microbe: A Review[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2020, 36(2): 26-35.

Figures/Tables 3

References 82

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	主要菌种	作用机制	参考文献
真菌	非致病尖孢镰刀菌	直接拮抗病原菌,与病原菌争夺营养物质及空间位点抑制病原菌	[34]、[35]
	木霉属	通过竞争、抗生、寄生及溶菌作用拮抗病原菌	[36]、[37]、[41]
	淡紫拟青霉	通过拮抗作用抑制病原菌防治病害	[40]、[42]
	丛枝菌根真菌	与植物根部共生形成菌根,增强作物对营养物质的吸收能力	[38]、[39]
细菌	芽孢杆菌	通过分泌抗菌素、嗜铁素及与病原菌争夺生态位点和营养物质抑制病原菌的生长	[43]、[44]、[45]、[46]、[47]
细菌	假单孢杆菌	通过分泌抗菌素、嗜铁素及与病原菌争夺生态位点和营养物质抑制病原菌的生长	[43]、[44]、[45]、[46]、[47]
放线菌	链霉菌属	可以产生抗菌物质和胞外酶,抑制或溶解病原菌菌体	[48]、[49]、[50]、[51]、[52]

	主要菌种	作用机制	参考文献
真菌	非致病尖孢镰刀菌	直接拮抗病原菌,与病原菌争夺营养物质及空间位点抑制病原菌	[34]、[35]
	木霉属	通过竞争、抗生、寄生及溶菌作用拮抗病原菌	[36]、[37]、[41]
	淡紫拟青霉	通过拮抗作用抑制病原菌防治病害	[40]、[42]
	丛枝菌根真菌	与植物根部共生形成菌根,增强作物对营养物质的吸收能力	[38]、[39]
细菌	芽孢杆菌	通过分泌抗菌素、嗜铁素及与病原菌争夺生态位点和营养物质抑制病原菌的生长	[43]、[44]、[45]、[46]、[47]
细菌	假单孢杆菌	通过分泌抗菌素、嗜铁素及与病原菌争夺生态位点和营养物质抑制病原菌的生长	[43]、[44]、[45]、[46]、[47]
放线菌	链霉菌属	可以产生抗菌物质和胞外酶,抑制或溶解病原菌菌体	[48]、[49]、[50]、[51]、[52]

种类	名称
糖类	阿拉伯糖、果糖、岩藻糖、半乳糖、葡萄糖、麦芽糖、低聚糖、棉子糖、鼠李糖、核糖、蔗糖、木糖
酶类	淀粉酶、转化酶、磷酸酯酶、多聚半乳糖醛酸酶、硝酸还原酶、硫酸酶、木聚糖酶、吲哚乙酸氧化酶、蛋白酶、尿酶、接触酶
氨基酸类	谷氨酸、丙氨酸、色氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、半胱氨酸、胱氨酸、γ-氨基丁酸、天冬氨酸、天冬酰胺、丝氨酸、脯氨酸、精氨酸、甲硫氨酸、甘氨酸、苏氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、谷氨酰胺、赖氨酸
有机酸	琥珀酸、乙酸、己二酸、丁酸、柠檬酸、反丁烯二酸、戊二酸、羟基乙酸、烃基戊二酸、乳酸、顺丁烯二酸、苹果酸、丙二酸、草酸、丙酸、丙酮酸、丁二酸、酒石酸、戊酸
酚酸类	咖啡酸、肉桂酸、香豆素、临羟基香豆酸、对羟基香豆酸、杏仁酸、阿魏酸、原儿茶酸、水杨酸、东莨素、丁香酸、香草酸、对羟基苯甲酸、3,4-二羟苯甲酸、4-羟基-3-甲氧基苯甲酸、3,4-二甲氧基苯甲酸、4-羟基苯乙酸
脂肪酸	棕榈酸、油酸、花生酸、花生四烯酸、亚油酸、亚麻酸、十八烯酸、软脂酸、硬脂酸
甾醇类	油菜甾醇、胆甾醇、谷甾醇、豆甾醇、麦角甾醇
核苷酸和黄酮类	腺嘌呤、胞二磷胆碱、黄酮、鸟嘌呤、尿核苷
生长因子	对氨基苯甲酸、植物生长激素、维生素H、胆碱、肌醇、维生素B5、烟酸、泛酸、维生素B6、维生素B1
其他成分	荧光物质、（葡萄）糖苷、氢氰酸、有机磷化物、多肽、皂苷、Sorgoleone、麦根酸类物质

种类	名称
糖类	阿拉伯糖、果糖、岩藻糖、半乳糖、葡萄糖、麦芽糖、低聚糖、棉子糖、鼠李糖、核糖、蔗糖、木糖
酶类	淀粉酶、转化酶、磷酸酯酶、多聚半乳糖醛酸酶、硝酸还原酶、硫酸酶、木聚糖酶、吲哚乙酸氧化酶、蛋白酶、尿酶、接触酶
氨基酸类	谷氨酸、丙氨酸、色氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、半胱氨酸、胱氨酸、γ-氨基丁酸、天冬氨酸、天冬酰胺、丝氨酸、脯氨酸、精氨酸、甲硫氨酸、甘氨酸、苏氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、谷氨酰胺、赖氨酸
有机酸	琥珀酸、乙酸、己二酸、丁酸、柠檬酸、反丁烯二酸、戊二酸、羟基乙酸、烃基戊二酸、乳酸、顺丁烯二酸、苹果酸、丙二酸、草酸、丙酸、丙酮酸、丁二酸、酒石酸、戊酸
酚酸类	咖啡酸、肉桂酸、香豆素、临羟基香豆酸、对羟基香豆酸、杏仁酸、阿魏酸、原儿茶酸、水杨酸、东莨素、丁香酸、香草酸、对羟基苯甲酸、3,4-二羟苯甲酸、4-羟基-3-甲氧基苯甲酸、3,4-二甲氧基苯甲酸、4-羟基苯乙酸
脂肪酸	棕榈酸、油酸、花生酸、花生四烯酸、亚油酸、亚麻酸、十八烯酸、软脂酸、硬脂酸
甾醇类	油菜甾醇、胆甾醇、谷甾醇、豆甾醇、麦角甾醇
核苷酸和黄酮类	腺嘌呤、胞二磷胆碱、黄酮、鸟嘌呤、尿核苷
生长因子	对氨基苯甲酸、植物生长激素、维生素H、胆碱、肌醇、维生素B5、烟酸、泛酸、维生素B6、维生素B1
其他成分	荧光物质、（葡萄）糖苷、氢氰酸、有机磷化物、多肽、皂苷、Sorgoleone、麦根酸类物质

	主要功能
营养功能	为微生物生长提供碳、氮源
促进植物营养吸收	通过金属螯合提高对P、Fe、Zn、Mn的吸收
	通过还原作用提高对Fe、Mn的吸收
	回收利用有机磷酯类中的P元素
	吸引固氮菌
	诱导共生固氮菌表达Nod基因和抗性相关基因以抵御植物抗毒素
	诱导形成菌根的信号物质
	为菌根真菌提供碳
保护功能	通过络合缓解铝毒
	响应重碳酸盐毒胁迫
	保护根部分裂组织,提高根部与土壤的接触,提高土壤保水能力
	植物抗毒素,抵御病原菌、寄生植物、竞争者