荧光假单胞菌的应用与展望

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　　摘 要： 植物根际促生菌（PGPR）中的荧光假单胞菌 （Pseudomonas fluorescens）对植物病原体具有潜在的拮抗作用，同时具有促进植物生长的能力.阐述了荧光假单胞菌在实际生产中的应用潜力.荧光假单胞菌可以通过产生生长素，增强土壤中磷、钾的可用性，促进植物叶绿素含量的增加，及产生谷胱甘肽、ACC脱氨酶等形式促进植物的生长.通过产抗生素（吩嗪、2，4-二乙酰基间苯三酚、藤黄绿脓菌素、硝吡咯菌素）、拮抗线虫等方式帮助植物体抵抗病虫害的侵袭.除此之外，荧光假单胞菌所具有的定殖与产铁载体能力在植物的促生与抗病方面皆发挥着重要作用.荧光假单胞菌在农业生产方面具有巨大的应用潜力.
　　关键词： 荧光假单胞菌; 促生; 铁载体; 抗生素; 基因转移
　　中图分类号： Q 93  文献标志码： A  文章编号： 1000-5137（2019）05-0526-10
　　Abstract： Pseudomonas fluorescens of plant growth promoting rhizobacteria （PGPR） has potential antagonistic effects on the pathogens，and has the ability promoting growth of plant.The potential application of Pseudomonas fluorescens in actual production was discussed.Pseudomonas fluorescens can produce auxin，increase the availability of phosphorus and potassium in soil，promote the increase of chlorophyll content in plants，produce glutathione and ACC deaminase as well，to promote plant growth.Through the production of antibiotics （phenazine，2，4-diacetyl resorcin，pyrrolidine，et al） and antagonistic nematodes， Pseudomonas fluorescens help plants resisting pests and diseases.In addition，the colonization and siderophore capacity of Pseudomonas fluorescein plays important roles in plant growth promotion and disease resistance.Pseudomonas fluorescein has great potential for application in the field of agricultural production.
　　Key words： Pseudomonas fluorescens; growth promotion; siderophore; antibiotic; gene transfer
　　0 引 言
　　雖然世界人口增长速度相较于以往已经放缓，但增长仍在持续.城镇化以及工业化进程的加快，使原本就紧张的农业耕地变得更为紧缺.如何在有限的耕地上生产出更多的粮食，已成为迫切需要解决的问题.
　　在常规农业中，往往通过加大化肥的投入量来增加农产品产量，或者通过施加农药来抵抗病虫害威胁.但化肥尤其是氮肥的过量投入往往会导致土壤的次生盐渍化和酸化，而农药的不合理使用所造成的农药残留会危害生态环境，威胁到人民的身体健康，还会导致病虫害的耐药性增加.因此急需寻找一种方法，在解决以上危害的同时又能保证农作物产量.
　　微生物制剂通过生物间的相互作用来解决作物病害，提高作物产量，在农业生产中的应用越来越广泛.一些特定的微生物能够拮抗潜在的植物病原体，同时能促进植物的生长发育.科学界将这类生活在植物根际或根际土壤中，且有助于植物生长的细菌称为植物根际促生菌（PGPR）[1].一些菌株通过模拟合成植物激素来直接调控植物的生长发育，而另一些菌株通过增加土壤中可被植物体利用的氮素和矿物质促进植物的生长，PGPR往往表现出2种以上对植物体的正向促进机制.
　　荧光假单胞菌作为一种重要的PGPR，对于多种植物致病菌及线虫具有强烈的抑制与拮抗作用，李怀波[2]从油菜根际分离出一株荧光假单胞菌P13，其表现出广谱抗菌作用，能有效延缓油菜菌核病菌菌核形成的时间并减少其数量.刘力伟等[3]发现荧光假单胞菌SS101对苹果再植病害（一种在农业生产中常见的作物疾病，往往由真菌引起，患病植株树冠矮小，果实产量低甚至不结果，且品质差）病原菌具有显著抑制作用，在田间具有良好的防控效果.KHAN等[4]发现荧光假单胞菌在植物体内外对根结线虫具有抑制作用，能提高绿豆田间的结瘤率和籽粒产量.JIMTHA等[5]发现荧光假单胞菌R68能促进苋菜生长并提高肥料利用率.
　　荧光假单胞菌并不像铜绿假单胞菌或恶臭假单胞菌那样对人类具有致病性或条件致病性，其具有繁殖能力快、对环境的适应能力较强等优点，既可以单独抑制植物病害，又可以将之与其他拮抗菌按一定的比例混合后使用，利用不同拮抗菌之间的互补作用，预防多种植物病害，更好地实现持续协同防治效果.
　　 1 抑菌作用
　　1.1 产抗生素
　　荧光假单胞菌作为PGPR中重要的一员，能够抑制多种病原微生物生长.荧光假单胞菌大多可通过合成并向胞外分泌某些种类及一定浓度的抗生素来实现其生物防治功能.其所分泌的抗生素种类主要包括吩嗪、脂多肽、藤黄绿脓菌素、氢氰酸、硝吡咯菌素、2，4-二乙酰基间苯三酚以及它们的衍生物等. 　　1.1.1 2，4-二乙酰基间苯三酚
　　2，4-二乙酰基间苯三酚为荧光假单胞菌一些种的次级代谢产物，所产生的2，4-二乙酰基间苯三酚进入土壤后，能够抑制某些特定的植物病菌如豌豆尖镰刀菌和串珠霉菌等.土壤类型对荧光假单胞菌产2，4-二乙酰基间苯三酚的能力存在一定程度的影响.张燕等[6]发现在荧光假单胞菌2P24中，不同碳源在转录水平上可影响phl A基因的表达，进而影响2，4-二乙酰基间苯三酚的产生.不同土壤类型中碳源类型不同，荧光假单胞菌在不同土壤中产抗生素的能力需要得到进一步的测试.
　　1.1.2 藤黄绿脓菌素
　　藤黄绿脓菌素能抑制多种细菌和真菌的生长，从而对相应的植物病害进行防治.HOWELL等[7]发现藤黄绿脓菌素为荧光假单胞菌Pf-5的主要次生代谢产物，对多种植物病原菌的生长起到显著的抑制作用.MAURHOFER等[8]从荧光假单胞菌CHA0中分离得到藤黄绿脓菌素，并发现其对由腐霉引起的植物病害有显著的抑制效果.藤黄绿脓菌素可通过直接杀死病原菌，或抑制病原菌的生长，或是形成一个不利于病原菌生长繁殖的环境条件而间接抑制病原菌的生长，从而对植物病原菌起到一定的拮抗作用.在生产实践中，通过对藤黄绿脓菌素进行结构修饰而研究开发的合成芳基吡咯类化合物保留了其天然产物的主体结构，通常具有良好的环境相容性，且具有广谱抗菌活性.
　　1.1.3 吩嗪-1-羧酸
　　吩嗪-1-羧酸已被证明对于一些植物致病菌具有显著的抑制作用.UPADHYAY等[9] 以位点特异性的方式破坏吩嗪-1-羧酸和硝吡咯菌素生物合成中涉及的phzD和prnC基因，以进行基因敲除实验，证明了吩嗪-1-羧酸在荧光假单胞菌菌株的抗真菌活性中起主要作用.在拮抗稻黄单胞菌（Xanthomonas oryzae pv.oryzae，Xoo）的实验中，吩嗪-1-羧酸作为氧化还原循环剂扰乱Xoo中的氧化还原平衡，降低了Xoo中超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的活性，导致活性氧积累增多，碳水化合物代谢改变，能量产生和养分吸收降低，进而抑制了稻黄单胞菌的生长[10].
　　1.1.4 硝吡咯菌素
　　硝吡咯菌素是一种广谱抗真菌抗生素，它对水稻纹枯病菌、终极腐霉菌等真菌生长具有显著的抑制作用.荧光假单胞菌FD6产生的硝吡咯菌素可直接抑制西红柿灰霉病菌菌丝的生长及其分生孢子的萌发，对西红柿灰霉病具有较为显著的防治效果[11].SHARIFAZIZI等[12]分离得到荧光假单胞菌菌株Ps170，Ps117，其产生的硝吡咯菌素和吡咯霉素在防治梨火疫病菌（Erwinia amylovora）方面有着巨大潜力.硝吡咯菌素的生防机理为：在低浓度下破坏植物病原菌氧化磷酸化的偶联机制;在高浓度下阻断参与呼吸作用的黄素蛋白与细胞色素C的电子传输路径.
　　1.1.5 其他抗生素
　　JAMALI等[13]发现荧光假单胞菌产生的氰氢酸能刺激植物体特定基因的表达，从而对病原菌起到抑制作用.NAGARAJKUMAR等[14]研究发现荧光假单胞菌能够产生乙二酸等物质，其可以解除水稻纹枯病菌所产生的致病物质对植物体的负面作用.荧光假单胞菌所产的环形脂肽是很强的生物表面活性剂，能够有效抑制植物病原菌的生长.
　　1.2 生态位点竞争
　　对于PGPR而言，定殖是指其侵入寄主或周围土壤后，在宿主植物特定部位建立种群和种群扩展的过程.PGPR在植物体内、体表乃至周围土壤中的定殖，能有效地阻止和干扰病原菌对植物体的侵染，抑制植物病原菌对植物体的致病能力，从而达到促生抗病的作用，这种作用被称为位点竞争.张亮等[15]发现荧光假单胞菌PEF-5#18能够良好地定殖于西红柿的根际土壤，并进入植物根茎内部生长，大量分布于根内木质部、根内皮层细胞、根内细胞间隙、茎内维管及其周围细胞，显著降低了病原菌的侵染数量.荧光假单胞菌通过在植物体内或根际进行高密度定殖，与存在于同一环境中的致病微生物争夺有限的生存空间、营养等，形成位点竞争.有研究表明荧光假单胞菌能在植物体的根系表面形成均匀的保护层，抢先占据病原菌的侵染位点，降低了植物根系在生长期间的感染风险，这对于控制病害发生具有重要意义.
　　在实验中常使用基因标记法检测荧光假单胞菌在植物体及周边土壤中的定殖能力，夏枫耿等[16]利用三亲本杂交方法将luxAB发光酶基因标记至荧光假单胞菌PF20001上，发现其在根系周围的土壤中有一定的定殖率，主要定殖以主根为中心，半径为3～4 cm的土壤中，表明PF20001在菜心（菜薹，十字花科芸薹属）根际具备良好的适应能力.
　　1.3 诱导植物产生系统抗性
　　植物体在遭受外界微生物侵入时会产生两种防卫机制：一种是由致病微生物诱导产生的植物系统性获得抗性（SAR）;另一种是植物受非致病微生物诱导产生的诱导植物系统性抗性（ISR）.这两种都是由微生物所介导的植物抗性的重要防卫机制，对于寄主植物防御病原体的侵害具有重要意义.荧光假单胞菌JD37能够诱导玉米产生对病原菌B.maydis的抗性，表现为病害明显的减少[17].张亮等[18]发现荧光假单胞菌 PEF-5#18 能诱导西红柿PRs基因（一种与植物疾病发生相关的基因，编码特定蛋白质，包括PR1，PR4，PR5，PR6）与 GR，POX，PAL 等相關防卫基因的表达进行上调，通过茉莉酸和乙烯调控路径诱导西红柿植株产生系统性抗性（ISR），以此来减轻尖孢镰刀菌 （Fusarium oxysporum）对植株的毒害作用.史毅等[19]通过对匍匐翦股颖进行2，3-丁二醇（PGPR挥发性化合物主要组成成分）的喷施诱导，发现诱导过程中，随着诱导时间递增，差异表达基因增多.抗病相关的转录因子属于bHLH，Bzip，C2C2-CO-like，C2H2，C3H，NAC，WRKY，MYB，AP2-EREBP，HSF等10个基因家族.这10个家族的转录因子表现为不同的表达模式，共同作用于匍匐翦股颖的ISR诱导.当荧光假单胞菌与宿主植物产生相互作用时，可诱导宿主植物相关防卫基因表达上调，并且加速相关抗病蛋白的合成，从而强化了宿主植物在遭遇病原菌侵染时的抵抗能力. 　　1.4 产铁载体
　　铁载体（Pvd），又名嗜铁素，是微生物合成并分泌的一种低分子量化合物，用于螯合铁离子以此从环境中摄取铁元素.铁载体可提高土壤中铁离子的溶解性、移动性和被生物体所利用的效率，改善植物缺铁性失绿.许多PGPR可以通过合成铁载体来摄取铁元素，其首先在细胞质中合成Pvd，然后经过周质空间进一步修饰，分泌至胞外.细胞膜外的 Pvd与 Fe3+结合之后，由外膜转运蛋白（FpvA）转运到周质空间.Fe3+释放之后，还原为Fe2+，随后进入细胞质，而Pvd则被重新分泌到细胞外重复循环利用[20].目前有研究认为微生物所产生的铁载体及其与铁离子的螯合物可直接被植物体吸收，并推测此机理是植物抵抗高浓度铁离子胁迫的第三机理[21].
　　Pvd不仅可以促进植物生长，而且也能帮助植物抵御病原菌的侵染.王平等[22]发现在缺乏铁离子的条件下，荧光假单胞菌株P13能分泌大量Pvd，对油菜菌核病菌（Sclerotinia sclerotiorum）具有较强的生物抑制作用.除此之外，荧光假单胞菌分泌的Pvd也能够帮助植物减少对重金属离子的吸收.晋银佳等[23]通过平板实验证实荧光假单胞菌所产生的Pvd能够络合镉离子，降低油麦菜对镉离子的吸收.
　　目前检测细菌Pvd最普遍的方法是 SCHWYN与NEILANDS建立的CAS（chromeazurol sulfonate assay）检测体系，这种检测方法广泛应用于诸多类型的Pvd检测.赵翔等[24]应用改进的CAS检测平板，筛选得到荧光假单胞菌sp-f，其产Pvd的能力极强.但有一种新的方法已被建立用于代替CAS检测方法，以天冬氨酸作为天冬酰氨的替代品，将蔗糖-天冬氨酸（MSA）培养基与CAS蓝色检测液相结合，从而得到改进的MSA-CAS检测平板.其检测灵敏度比通用的CAS检测平板高，且在检测荧光Pvd方面具有背景对比度大、荧光背景低、荧光Pvd晕圈明显的优点[25].新方法也许可取代传统的CAS法，用于高产Pvd的荧光假单胞菌的筛选.
　　2 污染物降解作用
　　近年来，环境中的挥发性有机物如甲苯、苯酚等越来越受到人们的重视.虽然植物对于此类有机物具有一定的降解作用，但这种降解效率往往是低效的.这些有机物往往会导致植物具有毒性，影响植物生长，其化学物质甚至会通过植物叶面挥发，导致新的环境问题.CHEN等[26]用携带自我转移降解质粒的荧光假单胞菌TP13和荧光假单胞菌P13菌株共同接种玉米幼苗，通过刺激降解质粒在植物组织中的转移，形成植物内生系统，即玉米-TP13-P13 （CTP）体系.与其他处理相比，CTP体系在土壤和植物组织中降解性质粒载体细菌的数量更多，且质粒转移频率更高.CTP系统在苯酚降解活性上明显超过其他处理组，15 d内几乎完全去除污染土壤中的苯酚.细菌间可通过相互接触，即结合作用来进行遗传物质的交流，拥有自我转移能力的质粒可从一个个体转移至另一个个体，从而使拥有此套基因的菌体数目增加，这往往是致病菌获得抗药性的主要原因.在降解土壤苯酚的过程中，荧光假单胞菌TP13所携带的苯酚降解质粒通过结合作用等方式转移入其他细菌体内，使得拥有苯酚降解能力的细菌数量增加，获得更强的苯酚降解能力.
　　3 促生作用
　　3.1 产生长素
　　生长素（IAA）具有促进植物的果实发育、诱导维管束分化等功能，对植物体的生长发育极其重要.产IAA的菌株对植物生长具有正向的促进作用，在从各种作物的根际所分离的微生物中，大约有80%具有合成与释放IAA的能力[27].研究发现，假单胞菌属往往也具有分泌IAA的能力.王婧[28]发现桔黄假单胞菌JD37具有较强的分泌IAA的能力，能够显著促进玉米和小麦的生长.李海碧[29]从甘蔗根际土壤中分离了一批假单胞菌，其中18株IAA的分泌量为13.12～312.07 μg·mL-1（添加色氨酸）和12.92～23.24 μg·mL-1（不添加色氨酸）.但是目前关于荧光假单胞菌分泌IAA的研究较为缺乏，有待被进一步实验证明.
　　有研究表明IAA不仅可促进植物生长，也在植物抗重金属胁迫中发挥着重要的作用.胡泽瑞等[30]从三叶鬼针草内分离出多株内生细菌，兼具多重金属耐受性及高产IAA的能力，表明三叶鬼针草对镉、铅等重金属离子的耐受和富集能力可能与其体内定居的大量重金属抗性细菌有关.具有重金属抗性的植物内生细菌往往可以通过对重金属离子的转化和吸附作用来降低重金属离子对宿主植物的毒害程度，提高其对重金属离子的耐受能力[31].HAC-WYDRO等[32]通过向植物体添加外源IAA，发现IAA可对植物体的生长、细胞结构、根系构建等状态进行调节，通过调整其对重金属离子的络合作用等方式来提高植物体对于重金属离子的抗性.KANG等[33]的研究结果也显示在植物体内接种具重金属抗性和产IAA的内生细菌能显著提高受体植物对重金属离子的耐受能力.如果能分离得到某些拥有重金属离子耐受性以及高产IAA的荧光假单胞菌菌株，那么这些菌株可能将会在微生物-植物联合修复重金属污染的土壤中发挥重要作用.
　　3.2 增强土壤中磷与钾的可用性
　　3.2.1 磷的可用性
　　磷肥能够在一定程度上促进植物体的花芽分化，促进植物体幼苗根系生长.当土壤中缺乏磷元素时，植物体的幼芽生长与根系发育缓慢，通常植株较矮小.虽然磷元素在土壤中并不缺乏，但只有當土壤中的矿物磷转化为可溶性磷，如正磷酸盐（HPO42-或H2PO4-）等形式后，才能被植物体根系所吸收.一些微生物往往通过分泌某些有机酸类物质将土壤中的矿物磷分解为可溶性磷后供植物体吸收，刘辉等[34]发现一株荧光假单胞菌JW-JS1，此菌株具有较强的溶磷特性，且在后续实验中发现其对杨树具有显著的促生效果.除此之外，彭帅等[35]从西红柿根际土壤中分离得到一株荧光假单胞菌LAD6，其同样具有较为显著的解磷能力.由于单一菌种的作用能力与范围有限，现阶段往往使用多菌种联合来增强其促生效果，李甜江等[36]将解有机磷的巨大芽孢杆菌与解无机磷的荧光假单胞菌按一定比例配比后，施用于田间，发现其对窄叶西南红山茶的生长有促进作用.荧光假单胞菌的某些种具有解磷能力，能一定程度地提升土壤中的磷可用性，缓解植物体对磷肥的需求. 　　3.2.2 钾的可用性
　　在植物体内，钾元素能够促进碳水化合物与蛋白质的合成，具有延缓植物体衰老，延长结果期，增加产量的作用.缺钾会导致叶片收缩、发黄等症状，植株易倒伏，抗旱与抗寒能力减弱.PGPR在生长代谢过程中，能够通过有机酸的分泌，产生解钾机制中的酸解作用，从而提高了根际土壤中的速效钾含量.荧光假单胞菌作为PGPR的重要组成部分，有可能也具有一定的解钾能力.罗雯等[37]发现荧光假单胞菌K3具有较强的解钾能力.虽然对于荧光假单胞菌解钾能力的研究尚且不多，但若荧光假单胞菌确能有效提高土壤中钾的可用性，在一定程度上对植物的生长将具有正向的促进作用.钾利用率的提高也能在一定程度上减少农业对钾肥的依赖.
　　3.3 产氨基环丙烷羧酸（ACC）脱氨酶
　　在植物体中，ACC为乙烯的前体.乙烯虽然具有促进果实成熟的作用，但过量的乙烯会对植物体产生伤害，浓度过高时甚至会造成落叶，大量落花落果等.当植物体受到盐度、干旱、病原体胁迫时会产生过量的乙烯，严重阻碍植物根系发育.PGPR所产生的ACC脱氨酶可以催化乙烯的前体ACC，转化为生物合成氨和a-酮丁酸，从而影响植物生长时的乙烯水平，克服生长抑制.一些荧光假单胞菌菌株一样具有产ACC脱氨酶的能力，董晓雅等[38]发现一株熒光假单胞菌P2-10能够通过其产生的ACC脱氨酶，降解食用菌产生的ACC，从而减少由于乙烯浓度的提高所引起的对食用菌菌丝生长以及子实体发育的抑制作用.荧光假单胞菌可通过ACC脱氨酶的作用调节植物体中乙烯的水平，以此促进植物的生长.利用PCR技术快速检测产ACC脱氨酶细菌的快捷方法已被建立，以编码ACC脱氨酶的acd S基因为标记，通过acd Sf3/acd Sr4引物的结合特异性以及较高效率，以此进行筛选.或者基于ACC脱氨酶作用释放氨的基本原理，通过细菌菌落周围的颜色变化和区域来检测其产ACC脱氨酶的能力.这些技术能对PGPR中的ACC脱氨酶活性进行有效评估，筛选出符合要求的菌株.
　　3.4 产谷胱甘肽
　　谷胱甘肽（GSH）分子是由半胱氨酸（Cys）、谷氨酸（Glu）、甘氨酸（Gly）分子结合形成，在植物抵抗环境胁迫方面，谷胱甘肽发挥着重要作用.植物体在遭遇环境胁迫，如干旱与炎热时，抗坏血酸-谷胱甘肽通路相关基因的表达与环境的干旱与炎热程度呈正相关.植物在遭受环境胁迫时，其谷胱甘肽的表达量将会上升，在一定程度上能帮助植物抵御外界不良条件的影响.目前关于此方面的研究主要集中于菌体产谷胱甘肽的能力上，黄荷等[39]发现在某些荧光假单胞菌的发酵液中存在谷胱甘肽的成分，李方方等[40]从土壤中分离得到一株高产谷胱甘肽的荧光假单胞菌菌株BJYG12.但关于荧光假单胞菌产谷胱甘肽并作用于植物的研究并不多，菌体所分泌的谷胱甘肽是否足够，是否能够被植物吸收利用，这还需要通过进一步实验来验证.
　　3.5 促进叶绿素含量增加
　　叶绿素是由叶绿素a、叶绿素b、叶黄素与胡萝卜素组成，与植物的光合作用密切相关.对植物体来说，光合作用是通过叶绿体吸收光能，将CO2进行固定，并将其以化学能的形式储存在碳水化合物中的过程，是植物体生物量增加的关键.陈可等[41]在博落回（Macleaya cordata）根际单独接种荧光假单胞菌，发现叶绿素总量增加了71.11%，生物量增加了35.03%.刘力伟等[3]发现经过荧光假单胞菌SS101处理后，海棠实生苗叶绿素含量、株高和鲜重均显著高于再植土处理.这些研究说明植物体在接种荧光假单胞菌后，叶绿素的含量出现一定程度的上升.植物体叶绿素含量的提升，加快了光合作用速率，促进碳水化合物的合成，使得植物体生物量提高.有研究表明，荧光假单胞菌也许能够通过诱导植物体叶绿素含量的增加来帮助植物抵抗不良土壤环境的胁迫，周小梅等[42]发现在镉胁迫下，接种荧光假单胞菌Y5与对照组相比能显著增加蒌蒿植株叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量.重金属离子在植物叶片中累积到一定水平时会引起叶绿体及叶绿素解体，降低光合效率.而在荧光假单胞菌的诱导下，可通过增加植物体叶绿素含量来解除这种抑制作用.
　　3.6 抗线虫能力
　　线虫在生长代谢过程中所产生的分泌物会刺激宿主植物的组织与细胞，对植物体产生致畸作用.在农业生产中，线虫往往会导致农产品产量降低和质量下降.张林等[43]以对线虫（Caenorhabditis elegans）的杀灭作用为筛选模型，筛选得到的菌株D对线虫的致死率为97%，经序列比对，菌株D与荧光假单胞菌属存在较高的同源性.尤杨[44]分离得到一株荧光假单胞菌Sneb825，该菌通过活性氧和木质素的大量积累诱导西红柿抑制南方根结线虫侵染.荧光假单胞菌对线虫抗性方面的研究较少，但一般认为在拮抗线虫的过程中，并不只是荧光假单胞菌单方面地发挥作用，往往存在植物体与荧光假单胞菌协同拮抗的机制，这种机制有待进一步研究.荧光假单胞菌可以有效地防治由线虫所引起的诸多植物病害，在农业生产实践中具有潜在的应用前景.
　　4 展 望
　　荧光假单胞菌作为PGPR中的一员，能以产IAA，增强土壤中磷、钾的可用性，促进植物叶绿素含量的增加，产生谷胱甘肽、ACC脱氨酶等形式促进植物生长.在帮助植物体抵抗病虫害的侵袭方面，可通过产抗生素（如2，4-二乙酰基间苯三酚、藤黄绿脓菌素、硝吡咯菌素）或其他次生代谢产物（如氰氢酸，环形脂肽等）以及拮抗线虫的方式来保护植物.除此之外，荧光假单胞菌所具有的定殖与产Pvd能力在植物的促生与抗病方面皆发挥着重要作用.
　　随着进一步研究，关于PGPR方面一些原有的观点得到了更进一步的明确.
　　虽然传统观点认为与植物体有关的病原菌其Pvd产量往往很小，无法与PGPR竞争环境中的铁元素，但PGPR可以通过产生大量Pvd尽可能地吸收铁元素，以此来抑制有害病原菌的生长和繁殖.但目前有新观点认为不产Pvd菌 （Pvd-） 虽然失去了产生Pvd的能力，但是可以通过吸收其他菌株分泌产生的Pvd 而获得生长所需的铁元素[1]. 　　ZHANG等[45]对 Pvd-的相对适应性进行了大量研究，发现Pvd-在适度缺铁的环境中虽然其本身不合成 Pvd，但其吸收 Pvd 的能力则不受影响.而在其他环境条件下，Pvd-比 Pvd产生菌具有更强的环境适应性.据此推断，在实际的土壤环境中，PGPR可能无法像以往认知的那样，通过分泌Pvd，夺取铁离子的方式来抑制病原菌.但SEXTON等[46]发现荧光假单胞菌对自己产生的Pvd具有更高的吸收利用能力，从而保证比Pvd-在Pvd摄取方面更有竞争优势.另外，在 Pvd扩散受限制的环境中（例如土壤环境），Pvd 集中在产生菌的周围，从而可以减少被 Pvd-摄取的机会.据此，Pvd在实际抑菌方面的作用机制比以往所想的要复杂得多，有待进一步发掘.
　　目前一般观点认为，PGPR可以提高植物相关抗逆基因的表达，以此提高对不良环境的耐受性，但值得注意的是，添加PGPR或其挥发性化合物，可能会使植物在逆境情况下诱导表达的转录因子出现下调趋势.在史毅等[19]的发现中，10个HSF，4个AP2-EREBP转录因子（HSF与AP2-EREBP转录因子均为植物逆境情况下诱导表达的常见转录因子）中除了3个AP2基因早期呈现出先上调后下调的趋势，其余均呈显著下调表达.其原因可能是在没有病原菌或其他恶劣条件的介入下，挥发性化合物的直接施入尚不足以使植物产生应激反應.且不管挥发性化合物处理时间的长短，下调表达基因始终多于上调表达基因.这与PAN等[47]的研究结果一致，用外源细胞分裂素分别处理麻风树2，4，22 h后，对其进行转录组测序，与未处理植株相比，其表达下调基因明显多于表达上调基因.下调基因可能引起某些物质表达量的减少，但不代表调控能力的下降，下调的调控物质有可能减少对某些基因的抑制作用，反而起到上调的作用.
　　本实验室利用荧光假单胞菌，在通过基因的转移来修复受苯酚污染的土壤方面取得了不错的进展.利用铜绿假单胞菌SZH16，其质粒中含有儿茶酚2，3-双加氧酶基因编码（儿茶酚2，3-双加氧酶是芳香化合物降解途径中的一种重要酶）.以菌株SZH为供体，从菌株SZH16中获得有效质粒，以荧光假单胞菌P13为受体，以水平基因转移技术，生成一种具有酚降解能力的转化结合子.将转化后的荧光假单胞菌P13引入人工添加苯酚的土壤中，发现其促进了玉米的生长和苯酚的原位降解.
　　将含有儿茶酚2，3-双加氧酶基因编码质粒（C23O）的荧光假单胞菌菌株TP13接种到受苯酚污染农田土壤中，发现在实验后期含有C23O基因的根际细菌数量逐渐增加.从根际细菌中分离到6株菌株（T1～T6），发现其质粒较大，含有相同的C23O基因.序列比对结果表明：菌株T1～T6的C23O基因序列基本一致，菌株T1的C23O基因序列与菌株TP13的C23O基因序列一致[48].质粒从菌株TP13转移到这些根际细菌中，水平基因转移促进了农田中苯酚的降解和植株的生长.污染物降解基因的水平转移在环境生物修复中发挥着重要作用，这为农田污染的原位整治提供了新的思路.
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　　（责任编辑：顾浩然）
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