微生物在农业上的应用精选PPT.ppt

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1、关于微生物在农业上的应用第1页，讲稿共119张，创作于星期日第一节第一节 微生物农药微生物农药 昆虫数量和种类很多昆虫数量和种类很多 危害农作物，传播疾病等危害农作物，传播疾病等 无机和有机砷化物无机和有机砷化物 DDT DDT（2020世纪世纪4040年代）昆虫、无机和有机砷化物年代）昆虫、无机和有机砷化物 后果：后果：有机氯、有机磷农药对动物、人和整个生态系统有机氯、有机磷农药对动物、人和整个生态系统;都具有很强的短期副作用，长期滞留都具有很强的短期副作用，长期滞留,造成非常严重的环境造成非常严重的环境问题问题;多种害虫对化学物质产生抗性多种害虫对化学物质产生抗性;高浓度，对环境更大的危害

2、高浓度，对环境更大的危害.第2页，讲稿共119张，创作于星期日微生物农药：微生物农药：利用微生物本身及其代谢产物利用微生物本身及其代谢产物防治植物病、虫害及其杂草的制剂。防治植物病、虫害及其杂草的制剂。类型：类型：微生物杀虫剂、农用抗生素、微生物除草剂微生物杀虫剂、农用抗生素、微生物除草剂生物防治：生物防治：用生物农药来对病虫害和杂草进行防治用生物农药来对病虫害和杂草进行防治.优点：优点：不污染环境，有效控制病虫害，杂草；保持生态不污染环境，有效控制病虫害，杂草；保持生态平衡平衡.第3页，讲稿共119张，创作于星期日 一一.微生物杀虫剂微生物杀虫剂控制害虫更为安全、有效的方法控制害虫更为安全、

3、有效的方法 生物杀虫剂的优点：生物杀虫剂的优点：特异性高特异性高 可进行生物降解可进行生物降解 昆虫对它的抗性产生较慢昆虫对它的抗性产生较慢 生物杀虫剂的不足：生物杀虫剂的不足：杀虫效果较差，成本较高杀虫效果较差，成本较高第4页，讲稿共119张，创作于星期日 (一一)病毒杀虫剂病毒杀虫剂昆虫受病原微生物侵染死亡很常见昆虫受病原微生物侵染死亡很常见,如病毒、细菌、真菌、原生动物和线虫如病毒、细菌、真菌、原生动物和线虫等等,已发现的昆虫病毒有已发现的昆虫病毒有12001200种种.包含体包含体（inclusion bodyinclusion body）在显微镜下可以识别在显微镜下可以识别的病毒合成

4、和积贮的部位，常是细胞内的病毒晶体。的病毒合成和积贮的部位，常是细胞内的病毒晶体。呈圆呈圆形、多角形，保护病毒粒子形、多角形，保护病毒粒子,不溶于水、乙醇、氯仿、苯酚、不溶于水、乙醇、氯仿、苯酚、蛋白酶等蛋白酶等,昆虫碱性肠道水解，病毒释放，侵染，昆虫死亡昆虫碱性肠道水解，病毒释放，侵染，昆虫死亡.第5页，讲稿共119张，创作于星期日主要昆虫病毒的特征主要昆虫病毒的特征病毒病毒核酸核酸包含体包含体包含体内包含体内病毒粒病毒粒细胞内细胞内寄主寄主形状形状病毒数目病毒数目子形状子形状增殖部位增殖部位昆虫昆虫核型多核型多DNA多角体多角体多个多个杆状杆状细胞核细胞核鳞膜鳞膜角体角体V双脉双脉质型多质

5、型多RNA多角体多角体多个多个二十面体二十面体细胞质细胞质鳞等鳞等角体角体颗粒体颗粒体DNA近圆形近圆形1-2个个杆状杆状核、质核、质鳞鳞病毒病毒昆虫痘昆虫痘DNA球、肾形球、肾形多个多个砖、线砖、线细胞质细胞质鳞鞘鳞鞘病毒病毒卵圆等卵圆等双双无包含体无包含体研究较少研究较少第6页，讲稿共119张，创作于星期日1.1.核型多角体病毒核型多角体病毒nucleopolyhedrosisvirus,NPV世界卫生组织和粮农组织推荐世界卫生组织和粮农组织推荐 寄主范围广、专一，对人、植物、天敌无害寄主范围广、专一，对人、植物、天敌无害 包含体在离开宿主后仍具生物活性包含体在离开宿主后仍具生物活性 杀虫

6、效应具有流行性和持续性杀虫效应具有流行性和持续性 目前应用最成功的昆虫病毒目前应用最成功的昆虫病毒 我国已有棉铃虫我国已有棉铃虫 NPVNPV商品问世商品问世第7页，讲稿共119张，创作于星期日棉铃虫幼虫取食吃进棉铃虫幼虫取食吃进NPV NPVNPV NPV在昆虫肠道中溶解在昆虫肠道中溶解在昆虫肠道中溶解在昆虫肠道中溶解 病毒粒子释放病毒粒子释放病毒粒子释放病毒粒子释放并并并并侵染中肠上皮细胞侵染中肠上皮细胞 昆虫细胞病变昆虫细胞病变死亡死亡NPVNPV的专一性很强的专一性很强棉铃虫棉铃虫NPVNPV除侵染棉铃虫外还侵染烟草夜蛾除侵染棉铃虫外还侵染烟草夜蛾 包含体形态上是多角的，直径包含体形态

7、上是多角的，直径0.850.85 mm 受感染的昆虫一般并不立即死亡受感染的昆虫一般并不立即死亡 宿主死亡和分解后，包含体仍具毒力宿主死亡和分解后，包含体仍具毒力 包含体被其他幼虫吞食，病毒在昆虫群体中传播包含体被其他幼虫吞食，病毒在昆虫群体中传播第8页，讲稿共119张，创作于星期日核型多角体病毒（单粒包埋）核型多角体病毒（单粒包埋）第9页，讲稿共119张，创作于星期日第10页，讲稿共119张，创作于星期日第11页，讲稿共119张，创作于星期日高节高节狂躁爬狂躁爬行行第12页，讲稿共119张，创作于星期日腹足基部乳白腹足基部乳白气门周围水气门周围水渍状病斑渍状病斑第13页，讲稿共119张，创作

8、于星期日第14页，讲稿共119张，创作于星期日第15页，讲稿共119张，创作于星期日2.2.质型多角体病毒质型多角体病毒cytoplasmic polyhedrosis virus,CPVcytoplasmic polyhedrosis virus,CPV 呼肠孤病毒科，质型多角体病毒属呼肠孤病毒科，质型多角体病毒属致病机理和致病机理和NPVNPV相似相似CPVCPV不仅侵染幼虫，还能经卵传染给子代不仅侵染幼虫，还能经卵传染给子代在实际应用中具有重要意义在实际应用中具有重要意义第16页，讲稿共119张，创作于星期日 形状与结构形状与结构 六角形二十面体，有两个同心的正二十面体壳，外观六角形二十

9、面体，有两个同心的正二十面体壳，外观呈球形。直径呈球形。直径6070nm，有，有12个顶点，各有个顶点，各有1衣粒，每衣衣粒，每衣粒外伸一四节突起（粒外伸一四节突起（2527nm），先端有一），先端有一12nm的的球状球状体体。第17页，讲稿共119张，创作于星期日第18页，讲稿共119张，创作于星期日群体症状群体症状第19页，讲稿共119张，创作于星期日个体症状个体症状第20页，讲稿共119张，创作于星期日由于核酸代谢紊乱，由于核酸代谢紊乱，代谢产物尿酸积累代谢产物尿酸积累所致。所致。第21页，讲稿共119张，创作于星期日 3.3.颗粒体病毒颗粒体病毒 granulosis virus,GV

10、granulosis virus,GV包含体圆形、椭圆形、包含体圆形、椭圆形、一个包含体只含一个病一个包含体只含一个病毒颗粒，毒颗粒，病毒颗粒杆状，病毒颗粒杆状，双链双链DNADNA；云杉卷叶蛾颗粒体病毒、菜粉蝶颗粒体病毒等；云杉卷叶蛾颗粒体病毒、菜粉蝶颗粒体病毒等；昆虫食入停止进食，血液变成乳白色而死亡；昆虫食入停止进食，血液变成乳白色而死亡；我国：菜粉蝶颗粒体病毒用于生物防治。我国：菜粉蝶颗粒体病毒用于生物防治。第22页，讲稿共119张，创作于星期日 4.4.用用DNADNA重组技术改造杆状病毒杀虫剂重组技术改造杆状病毒杀虫剂野生型缺陷：野生型缺陷：杀虫慢，感染杀虫慢，感染到到死亡需几天到

11、星期，毒力低，在死亡需几天到星期，毒力低，在野生条件下容易失活，杀虫范围窄。野生条件下容易失活，杀虫范围窄。对杆状对杆状 病毒基因改造主要集中在三个方面病毒基因改造主要集中在三个方面1 1）引入外源毒蛋白，增强杆状病毒的毒性）引入外源毒蛋白，增强杆状病毒的毒性2 2）引入能扰乱昆虫正常生活周期的基因）引入能扰乱昆虫正常生活周期的基因3 3）对病毒基因进行修饰或加工，以增强病毒的活性，）对病毒基因进行修饰或加工，以增强病毒的活性，提高毒性提高毒性第23页，讲稿共119张，创作于星期日（二）细菌杀虫剂（二）细菌杀虫剂（BtBt生物杀虫剂）生物杀虫剂）已知的昆虫病原细菌已知的昆虫病原细菌9090多种

12、多种 BacillusBacillus（杆菌）（杆菌）EnterobacterEnterobacter（肠杆菌）（肠杆菌）PseudomonusPseudomonus（假单胞菌）（假单胞菌）最重要的是苏云金芽孢杆菌（教材最重要的是苏云金芽孢杆菌（教材P128P128）（Bacilllus thuringiensis,BtBacilllus thuringiensis,Bt）第24页，讲稿共119张，创作于星期日 1.Bt 1.Bt生物杀虫剂简介生物杀虫剂简介 GG+，短杆菌，形成芽孢，周身鞭毛或无鞭毛，短杆菌，形成芽孢，周身鞭毛或无鞭毛 伴孢晶体伴孢晶体 19021902年发现，年发现，195

13、11951年发现商业价值年发现商业价值 寄生寄生130130多种鳞翅目幼虫中多种鳞翅目幼虫中 膜翅目、双翅目、直翅目和鞘翅目体内控制膜翅目、双翅目、直翅目和鞘翅目体内控制毛虫、毒蛾、白菜金翅夜蛾、烟草天蛾等毛虫、毒蛾、白菜金翅夜蛾、烟草天蛾等第25页，讲稿共119张，创作于星期日 2.2.致病机理致病机理 主要靠芽孢和毒素主要靠芽孢和毒素芽孢在肠道中萌发，大量增殖，穿透肠壁进入芽孢在肠道中萌发，大量增殖，穿透肠壁进入 血液，血液，引起昆虫败血症引起昆虫败血症 毒素：主要是毒素：主要是 毒素和毒素和 毒素毒素 毒素毒素是所有是所有BtBt共有的毒素，存在于共有的毒素，存在于伴孢晶体中伴孢晶体中

14、毒素毒素是胞外毒素，水溶性，热稳定性好，是是胞外毒素，水溶性，热稳定性好，是 RNARNA聚合酶的竞争性抑制剂聚合酶的竞争性抑制剂第26页，讲稿共119张，创作于星期日伴胞晶体伴胞晶体第27页，讲稿共119张，创作于星期日3.3.毒素形成的过程毒素形成的过程主要由蛋白质和糖类组成主要由蛋白质和糖类组成 Bt Bt 伴孢晶体在昆虫肠道伴孢晶体在昆虫肠道 碱性条件逐步水解碱性条件逐步水解 一定大小的分子具有毒性一定大小的分子具有毒性第28页，讲稿共119张，创作于星期日第29页，讲稿共119张，创作于星期日4.毒性机理毒性机理第30页，讲稿共119张，创作于星期日 5.5.毒素基因及定位毒素基因及

15、定位正常情况，芽孢形成时才合成正常情况，芽孢形成时才合成BtBt前毒素蛋白前毒素蛋白 芽孢形成过程中，转录因子芽孢形成过程中，转录因子 与活跃基因启动子结合，毒与活跃基因启动子结合，毒素基因的启动子受这一素基因的启动子受这一 因子的控制。因子的控制。从蜡状芽孢杆菌（从蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereusBacillus cereus）质粒组成型表达的）质粒组成型表达的四环素抗性基因，启动子四环素抗性基因，启动子+毒素基因（无自身启动子）毒素基因（无自身启动子）克隆到质粒上，导入克隆到质粒上，导入BtBt中，在中，在BtBt生活史的各个时期都生活史的各个时期都表达有毒素蛋白。表达有毒素蛋

16、白。第31页，讲稿共119张，创作于星期日伴孢晶体伴孢晶体第32页，讲稿共119张，创作于星期日6.基因工程操作使基因工程操作使P.fluorescens携带毒素基因携带毒素基因第33页，讲稿共119张，创作于星期日3.3.真菌杀虫剂真菌杀虫剂昆虫病原微生物中种类最多的是真菌，数量达到昆虫病原微生物中种类最多的是真菌，数量达到750750种，占种，占60%60%，孢子在昆虫体表萌发后侵染虫体，孢子在昆虫体表萌发后侵染虫体，也可以通过取食过程侵染虫体，真菌孢子四处飞也可以通过取食过程侵染虫体，真菌孢子四处飞扬，昆虫真菌病易流行。扬，昆虫真菌病易流行。致病真菌：结合菌亚门的虫霉目致病真菌：结合菌亚

17、门的虫霉目 半知菌亚门的丝孢目半知菌亚门的丝孢目第34页，讲稿共119张，创作于星期日“白僵病白僵病”真菌（教材真菌（教材P130）半知菌类感染真菌半知菌类感染真菌 分泌毒素杀死寄主分泌毒素杀死寄主 在寄主尸体上生长发育在寄主尸体上生长发育 虫尸因充满菌丝而僵硬虫尸因充满菌丝而僵硬 白僵菌属引起的昆虫死亡约占白僵菌属引起的昆虫死亡约占21%21%第35页，讲稿共119张，创作于星期日白僵菌（白僵菌（Beauveria bassianaBeauveria bassiana）分生孢子可直接由表皮侵染分生孢子可直接由表皮侵染通过取食或呼吸而侵染宿主通过取食或呼吸而侵染宿主 侵染鳞翅目侵染鳞翅目 直翅

18、目直翅目 同翅目同翅目 鞘翅目的多种害虫鞘翅目的多种害虫 螨类螨类第36页，讲稿共119张，创作于星期日 二二.防治植物病害的微生物防治植物病害的微生物植物病害是威胁农业生产的一个严重问题植物病害是威胁农业生产的一个严重问题 植物防治微生物的主要作用机理植物防治微生物的主要作用机理1.1.拮抗作用拮抗作用 向环境中释放一些化学物质（抗生素），抑制其他微生向环境中释放一些化学物质（抗生素），抑制其他微生物的生长。物的生长。木霉对木霉对1818个属，个属，2929种植物病原真菌具有拮抗作用种植物病原真菌具有拮抗作用第37页，讲稿共119张，创作于星期日2.2.寄主作用寄主作用 有些微生物寄生在植物

19、病原微生物体内干扰、抑有些微生物寄生在植物病原微生物体内干扰、抑制病原微生物正常生命活动制病原微生物正常生命活动3.3.竞争作用竞争作用 争夺营养和生存空间而相互抑制争夺营养和生存空间而相互抑制4.4.共生微生物的保护作用共生微生物的保护作用 共生真菌可以形成外生菌根，保护与其共生的共生真菌可以形成外生菌根，保护与其共生的植物少受病害的侵染。植物少受病害的侵染。第38页，讲稿共119张，创作于星期日三三 农用抗生素农用抗生素概念概念:由微生物产生的对微生物、昆虫、植物由微生物产生的对微生物、昆虫、植物等其他生物显示特异性药理作用的化学物质，等其他生物显示特异性药理作用的化学物质，是微生物产生的

20、代谢产物是微生物产生的代谢产物。类型类型:按用途区分，有杀菌剂、杀虫剂、杀螨按用途区分，有杀菌剂、杀虫剂、杀螨剂、除草剂和植物生长调节剂剂、除草剂和植物生长调节剂等等.第39页，讲稿共119张，创作于星期日第40页，讲稿共119张，创作于星期日20世纪世纪40年年:代医用抗生素发展的基础上研究开发的。代医用抗生素发展的基础上研究开发的。最初，将某些医用抗生素如链霉素、土霉素、灰黄霉素等最初，将某些医用抗生素如链霉素、土霉素、灰黄霉素等用于防治农作物病害，取得了一定的效果。同时也筛选出用于防治农作物病害，取得了一定的效果。同时也筛选出一些农业专用的抗生素如放线酮、抗霉素和一些多烯类抗一些农业专用

21、的抗生素如放线酮、抗霉素和一些多烯类抗生素。生素。50年代以来年代以来，广泛使用化学农药带来了环境污染问，广泛使用化学农药带来了环境污染问题，这促进了寻找比较安全的生物源农药的研究，题，这促进了寻找比较安全的生物源农药的研究，因此农用抗生素得到较快的发展，日本在这方面处因此农用抗生素得到较快的发展，日本在这方面处于领先地位。于领先地位。1961年年，日本开发了杀稻瘟素，日本开发了杀稻瘟素S用于防治稻瘟病用于防治稻瘟病,是世界上第一个大规模生产的农用抗生素，它成功地是世界上第一个大规模生产的农用抗生素，它成功地取代了公害严重的有机汞制剂。取代了公害严重的有机汞制剂。6070年代年代，日本又开发了

22、春日霉素、多氧霉素、有，日本又开发了春日霉素、多氧霉素、有效霉素等高效品种。效霉素等高效品种。第41页，讲稿共119张，创作于星期日70年代以来，年代以来，一些具有防治昆虫、螨、动物寄生原虫和蠕一些具有防治昆虫、螨、动物寄生原虫和蠕虫、除草和调节动植物生长功能的农用抗生素，不断研究虫、除草和调节动植物生长功能的农用抗生素，不断研究开发出来，扩大了农用抗生素的应用领域。开发出来，扩大了农用抗生素的应用领域。70年代后期，年代后期，日本农用抗生素的年总产量已达到日本农用抗生素的年总产量已达到400t以上（按有效成分计）以上（按有效成分计）。中国从中国从50年代起研究开发农用抗生素，年代起研究开发农

23、用抗生素，在在20多年里陆多年里陆续投产了赤霉素、灭瘟素、春雷霉素、多抗霉素和井冈续投产了赤霉素、灭瘟素、春雷霉素、多抗霉素和井冈霉素等品种。其中产量最大的是井冈霉素，到霉素等品种。其中产量最大的是井冈霉素，到80年代年年代年产量已接近产量已接近 1kt（有效成分）、占全国农用抗生素产量的（有效成分）、占全国农用抗生素产量的95以上，成为防治水稻纹枯病首选的安全有效的药剂。以上，成为防治水稻纹枯病首选的安全有效的药剂。1953年，我国植病学家尹莘耘先生自陕西泾阳老苜年，我国植病学家尹莘耘先生自陕西泾阳老苜蓿地根中分离得到蓿地根中分离得到”5406”菌株，开展防治棉花枯菌株，开展防治棉花枯黄萎病

24、黄萎病.第42页，讲稿共119张，创作于星期日井冈霉素的杀菌效果对照井冈霉素的杀菌效果对照 第43页，讲稿共119张，创作于星期日生产生产农用抗生素的工业生产，通常采用液体深农用抗生素的工业生产，通常采用液体深层通气培养的发酵工程，世界上生产农用抗生层通气培养的发酵工程，世界上生产农用抗生素用的发酵罐容积最大的已达素用的发酵罐容积最大的已达300m各种农各种农用抗生素生产过程的发酵工序大体相同，而分用抗生素生产过程的发酵工序大体相同，而分离和纯化工序则因品种而异，有的有效成分存离和纯化工序则因品种而异，有的有效成分存在于发酵液中在于发酵液中,有的则存在于菌丝体中有的则存在于菌丝体中,要采用不要

25、采用不同的分离纯化流程来制取。同的分离纯化流程来制取。例如：井冈霉素存在于发酵液中，例如：井冈霉素存在于发酵液中，过滤过滤后浓缩、后浓缩、萃取萃取纯化，再加入助剂调制即成为制剂产品。纯化，再加入助剂调制即成为制剂产品。第44页，讲稿共119张，创作于星期日农用抗生素具有以下特点农用抗生素具有以下特点结构复杂；结构复杂；活性高、用量小、选择性好；活性高、用量小、选择性好；易被生物或自然因素所分解，不在环境中积累易被生物或自然因素所分解，不在环境中积累或残留；或残留；生产原料为淀粉、糖类等农产品，属于再生性生产原料为淀粉、糖类等农产品，属于再生性能源；能源；采用发酵工程生产，同一套设备只要改变菌种

26、采用发酵工程生产，同一套设备只要改变菌种即可生产不同的抗生素，生产菌大多是土壤中即可生产不同的抗生素，生产菌大多是土壤中的放线菌，也有真菌和细菌。的放线菌，也有真菌和细菌。第45页，讲稿共119张，创作于星期日中国研制成功新型农用抗生素中国研制成功新型农用抗生素瑞拉菌素瑞拉菌素瑞拉菌素是一种农用抗生素，属于生物农药的主要品种。瑞拉菌素是一种农用抗生素，属于生物农药的主要品种。它与过去使用的杀虫剂、杀菌剂等常规化学农药相比，是它与过去使用的杀虫剂、杀菌剂等常规化学农药相比，是天然物质，容易被生物分解，不易产生抗药性，对生态环天然物质，容易被生物分解，不易产生抗药性，对生态环境无破坏作用，属于无公

27、害农药。境无破坏作用，属于无公害农药。这种抗生素对梨黑星病菌、苹果腐烂病菌、辣椒疫病、这种抗生素对梨黑星病菌、苹果腐烂病菌、辣椒疫病、番茄早疫病菌、烟草赤星病、小麦全蚀病、赤霉病和黄番茄早疫病菌、烟草赤星病、小麦全蚀病、赤霉病和黄瓜炭疽病菌有极强抵抗和杀灭作用。瓜炭疽病菌有极强抵抗和杀灭作用。第46页，讲稿共119张，创作于星期日我国农用抗生素的研究开发现状及展望我国农用抗生素的研究开发现状及展望我国研究开发农用抗生素的单位有我国研究开发农用抗生素的单位有20多家。目前研究多家。目前研究侧侧重点重点为：研究发现新抗菌素或新结构，研究新剂型和改造已为：研究发现新抗菌素或新结构，研究新剂型和改造已

28、有抗菌素结构。开发的农抗品种有有抗菌素结构。开发的农抗品种有145。已取得应用性成果。已取得应用性成果的有井岗霉素、阿维菌素。农抗的有井岗霉素、阿维菌素。农抗120及多氧霉素。及多氧霉素。农抗研究中存在的农抗研究中存在的问题问题是经费投入少而分散、研究项目重是经费投入少而分散、研究项目重复及田间效果不稳定。建议今后应加强农抗品种的开发，复及田间效果不稳定。建议今后应加强农抗品种的开发，重点扶持优良品种上马，加强推广应用研究，加强农抗作重点扶持优良品种上马，加强推广应用研究，加强农抗作用机理研究，确定新的筛选方法。用机理研究，确定新的筛选方法。第47页，讲稿共119张，创作于星期日四四微生物除草

29、剂微生物除草剂狭义的微生物除草剂是狭义的微生物除草剂是直接利用微生物本直接利用微生物本身进行杂草防除。身进行杂草防除。微生物源除草剂是微生物源除草剂是利用微生物所产生的次生利用微生物所产生的次生代谢产物代谢产物即植物毒素，进行杂草防治即植物毒素，进行杂草防治的一种新型的微生物除草剂。的一种新型的微生物除草剂。第48页，讲稿共119张，创作于星期日常用于微生物除草剂研究的植物病原菌主常用于微生物除草剂研究的植物病原菌主要有三大类：要有三大类：细菌细菌:大多是革兰氏阴性菌大多是革兰氏阴性菌,如：假单孢菌属欧如：假单孢菌属欧文氏菌属黄单孢菌属文氏菌属黄单孢菌属和少量革兰氏阳性菌，和少量革兰氏阳性菌，

30、如：疮痂病链霉菌和缠绕棒杆菌和一些非荧如：疮痂病链霉菌和缠绕棒杆菌和一些非荧光假单孢菌光假单孢菌.真菌真菌:产植物毒素的真菌多来自于链格孢属产植物毒素的真菌多来自于链格孢属（Alternaria）、镰孢属（）、镰孢属（Fusarium）、刺）、刺盘孢属（盘孢属（Coletotrichum）等；）等；病毒病毒:第49页，讲稿共119张，创作于星期日微生物除草剂必需具备以下几个条件：微生物除草剂必需具备以下几个条件：这种病原菌可以进行人工繁殖；这种病原菌可以进行人工繁殖；这种病原菌在喷施处理后，其生长速度要迅这种病原菌在喷施处理后，其生长速度要迅速，否则不能在一定时间内抑制杂草生长直速，否则不能在

31、一定时间内抑制杂草生长直至死亡；至死亡；这种病原菌要适合工业生产；这种病原菌要适合工业生产；这种病原菌要便于包装、运输和使用。这种病原菌要便于包装、运输和使用。第50页，讲稿共119张，创作于星期日第二节第二节 微生物肥料微生物肥料微生物肥料：微生物肥料：菌肥，菌肥，利用微生物生命活动利用微生物生命活动,作物作物不能利用不能利用物质物质可被可被吸收利用吸收利用物质改善作物的营养物质改善作物的营养条件，提高产量条件，提高产量.设备简单，成本低，易于设备简单，成本低，易于土法上马改善土壤理化性质土法上马改善土壤理化性质.第51页，讲稿共119张，创作于星期日 一一 微生物肥料的种类微生物肥料的种类

32、1.1.氮肥：氮肥：增加土壤氮素和作物氮素营养，如增加土壤氮素和作物氮素营养，如 根瘤菌、固氮菌、固氮蓝藻根瘤菌、固氮菌、固氮蓝藻2.2.分解土壤有机质的菌肥：分解土壤有机质的菌肥：有机磷细菌肥料、有机磷细菌肥料、综合性菌肥等综合性菌肥等3.3.分解土壤中难溶矿物质，分解土壤中难溶矿物质，钾细菌、无机磷钾细菌、无机磷 细菌肥料等细菌肥料等4.4.防治植物病害，刺激植物生长：防治植物病害，刺激植物生长：抗生素抗生素5.5.增加作物根吸收营养能力：增加作物根吸收营养能力：菌根菌肥料菌根菌肥料第52页，讲稿共119张，创作于星期日二二.微生物肥料的生产及质量保证微生物肥料的生产及质量保证（一）菌肥生

33、产（一）菌肥生产 1.1.菌肥用菌种的活化及大量繁殖菌肥用菌种的活化及大量繁殖 2.2.吸附剂的准备，菌和吸附剂的拌合吸附剂的准备，菌和吸附剂的拌合（二）质量（二）质量 1.1.菌种的有效性，有效活菌数含量，无污染菌种的有效性，有效活菌数含量，无污染 2.2.菌肥含水量、菌肥含水量、pHpH值值 3.3.保存：保存：010C010C，一般菌肥，一般菌肥3636个月个月第53页，讲稿共119张，创作于星期日 三三.菌肥的使用菌肥的使用优良菌肥优良菌肥+合理使用合理使用=良好效果良好效果1.1.使用方法：播种时作为种肥，固氮菌肥料使用方法：播种时作为种肥，固氮菌肥料 与有机肥料混合使用与有机肥料混

34、合使用2.2.菌肥的使用量：没有统一的标准菌肥的使用量：没有统一的标准3.3.菌肥的混合使用菌肥的混合使用:菌肥一般不与杀虫农药菌肥一般不与杀虫农药 混合使用混合使用第54页，讲稿共119张，创作于星期日 四四.生物固氮生物固氮N N2 2NHNH3 3(固氮酶催化固氮酶催化)N2+8H+8e-+16MgATP2NH3+H2+16MgADP+16Pi 1888 1888年年 Beijerinck(Beijerinck(贝依林克贝依林克)首次分离到固氮微生物首次分离到固氮微生物.种类：种类：原核生物：真细菌、古菌、蓝细菌原核生物：真细菌、古菌、蓝细菌 真核生物：尚未发现真核生物：尚未发现 共同特

35、点：环境中缺少化合态氮时进行共同特点：环境中缺少化合态氮时进行第55页，讲稿共119张，创作于星期日自生固氮微生物自生固氮微生物生理特性庞杂类群生理特性庞杂类群:多种营养类型和呼吸类型多种营养类型和呼吸类型 1.1.化能有机营养固氮菌化能有机营养固氮菌(化能异养菌化能异养菌)1.1 1.1 好氧性固氮细菌好氧性固氮细菌1010个科的个科的3030个属发现固氮细菌个属发现固氮细菌固氮菌科全部能固氮，其余各科部分属、种固氮菌科全部能固氮，其余各科部分属、种固氮。固氮。第56页，讲稿共119张，创作于星期日 固氮菌固氮菌 营养类型：化能异养营养类型：化能异养 呼吸类型：严格好氧细菌呼吸类型：严格好氧

36、细菌 碳源：简单碳水化合物碳源：简单碳水化合物 氮源：氮源：N N2 2、铵盐、硝酸盐、尿素等、铵盐、硝酸盐、尿素等 生态：广泛存在于温带土壤中生态：广泛存在于温带土壤中第57页，讲稿共119张，创作于星期日1.2 1.2 兼性厌氧固氮细菌兼性厌氧固氮细菌 肠杆菌科的一些属、种肠杆菌科的一些属、种 芽孢杆菌属的一些种芽孢杆菌属的一些种 在有氧、无氧条件下都能生长在有氧、无氧条件下都能生长 只有在无氧或低氧分压条件下固氮只有在无氧或低氧分压条件下固氮1.3 1.3 厌氧固氮细菌厌氧固氮细菌 梭菌属（梭菌属（ClostridiumClostridium）中的有些种）中的有些种 如巴斯德芽孢梭菌（如

37、巴斯德芽孢梭菌（Cl.pasteurianumCl.pasteurianum）广泛分布于各种土壤中广泛分布于各种土壤中 固氮效率不高固氮效率不高第58页，讲稿共119张，创作于星期日2.2.化能无机营养固氮细菌化能无机营养固氮细菌 巴氏甲烷八叠球菌，属古菌（巴氏甲烷八叠球菌，属古菌（ArchaeArchae）固氮古菌的发现说明固氮微生物广泛分布固氮古菌的发现说明固氮微生物广泛分布3.3.光合固氮细菌光合固氮细菌 固氮红螺菌：光照、厌氧生活时进行固氮固氮红螺菌：光照、厌氧生活时进行固氮 红色红螺菌（红色红螺菌（Rhodospirillum rubrumRhodospirillum rubrum）

38、，主要固），主要固氮种类，第一个被分离的光能营养固氮细菌。氮种类，第一个被分离的光能营养固氮细菌。第59页，讲稿共119张，创作于星期日固氮蓝细菌固氮蓝细菌大多数都是有异形胞的多细胞丝状蓝绿藻大多数都是有异形胞的多细胞丝状蓝绿藻 在异形胞中进行固氮，营养细胞只在无氧在异形胞中进行固氮，营养细胞只在无氧条件下能诱导固氮酶活性条件下能诱导固氮酶活性固氮蓝细菌在自然界中分布广泛固氮蓝细菌在自然界中分布广泛,在在 pH pH 6969范围内生长，最适温度范围内生长，最适温度2030C2030C第60页，讲稿共119张，创作于星期日第61页，讲稿共119张，创作于星期日不同固氮体系的固氮作用比较不同固氮

39、体系的固氮作用比较固氮体系固氮体系固氮量（固氮量（Nkg/h年）年）豆科植物：豆科植物：大豆大豆5794豇豆豇豆84三叶草三叶草104160羽扇豆羽扇豆150169非豆科植物：非豆科植物：赤扬赤扬40300沙棘沙棘2179植物植物-蓝藻共生：蓝藻共生：红萍红萍313地衣地衣3984自生微生物：自生微生物：蓝藻蓝藻25固氮菌属固氮菌属0.3第62页，讲稿共119张，创作于星期日五五.根瘤菌肥料根瘤菌肥料根瘤菌根瘤菌“种豆美田种豆美田”_(共生固氮微生物共生固氮微生物)根瘤菌与豆科植物形成共生固根瘤菌与豆科植物形成共生固 氮体系氮体系根瘤根瘤 是两个共生伙伴结合而成的特是两个共生伙伴结合而成的特

40、殊器官，在功殊器官，在功 能上高度统一。能上高度统一。根瘤菌是根瘤菌是(好氧、厌氧、兼性厌氧）微生物？好氧、厌氧、兼性厌氧）微生物？第63页，讲稿共119张，创作于星期日根瘤形成的过程根瘤形成的过程根瘤菌感染植物根毛，进入植物体，在皮屑细胞中大量增根瘤菌感染植物根毛，进入植物体，在皮屑细胞中大量增殖，刺激植物根部皮屑和周鞘进行细胞分裂和生长，形成殖，刺激植物根部皮屑和周鞘进行细胞分裂和生长，形成根瘤。根瘤。第64页，讲稿共119张，创作于星期日识别识别吸附吸附（LPSLPS与植物凝集素与植物凝集素LectinLectin）根毛变形，根瘤菌进入根毛变形，根瘤菌进入根毛产生新细胞壁将根瘤菌包围根毛

41、产生新细胞壁将根瘤菌包围根瘤菌分裂繁殖并向根毛基部推进根瘤菌分裂繁殖并向根毛基部推进根毛细胞壁延伸形成侵入线，进入皮层根毛细胞壁延伸形成侵入线，进入皮层皮层细胞分裂，根瘤发育皮层细胞分裂，根瘤发育根瘤菌释放到根瘤细胞中繁殖，形成类菌体根瘤菌释放到根瘤细胞中繁殖，形成类菌体第65页，讲稿共119张，创作于星期日1 1 根瘤菌根瘤菌在培养条件下根瘤菌为杆状，在培养条件下根瘤菌为杆状，0.50.90.50.9 1.23.01.23.0 mm，GG-能运动，周身鞭毛或端生或侧生鞭毛能运动，周身鞭毛或端生或侧生鞭毛 不形成芽孢不形成芽孢 细胞内含有聚细胞内含有聚-羟基丁酸颗粒羟基丁酸颗粒第66页，讲稿共

42、119张，创作于星期日2.2.根瘤菌在形成根瘤过程中的变化根瘤菌在形成根瘤过程中的变化进入根内时为杆状，随着根瘤的发育菌体变大、变形，进入根内时为杆状，随着根瘤的发育菌体变大、变形，类菌体类菌体，具固氮能力，具固氮能力.3.3.根瘤菌生理特性根瘤菌生理特性 化能异养菌、好氧化能异养菌、好氧，碳源、氮源、生长因子，碳源、氮源、生长因子 无机盐：无机盐：FeFe合成豆血红蛋白和铁蛋白合成豆血红蛋白和铁蛋白 钼钼是固氮酶的成分是固氮酶的成分4.4.根瘤菌的感染性、专一性及感染过程根瘤菌的感染性、专一性及感染过程 感染性：进入豆科植物根内，促成根瘤的形成感染性：进入豆科植物根内，促成根瘤的形成 专一性

43、：寄主专一性专一性：寄主专一性 有效性有效性:第67页，讲稿共119张，创作于星期日 5.5.类菌体类菌体根瘤菌在固氮根瘤中的形态根瘤菌在固氮根瘤中的形态 不规则，分支状、不规则，分支状、T T形、形、Y Y形、梨状、膨大杆形、梨状、膨大杆 状、圆球形等状、圆球形等 类菌体被植物合成的类菌体周膜包裹类菌体被植物合成的类菌体周膜包裹 根瘤中豆血红蛋白是一个氧的缓冲系统根瘤中豆血红蛋白是一个氧的缓冲系统 调节呼吸作用和固氮作用的正常进行调节呼吸作用和固氮作用的正常进行第68页，讲稿共119张，创作于星期日 6.6.根瘤中气体交换和豆血红蛋白的功能根瘤中气体交换和豆血红蛋白的功能类菌体类菌体氧化磷酸

44、化氧化磷酸化能量能量固氮作用固氮作用 氧气是影响根瘤固氮效率的重要因素氧气是影响根瘤固氮效率的重要因素 正常大气氧分压下固氮作用受氧气抑制正常大气氧分压下固氮作用受氧气抑制 单靠氧气扩散不能满足对固氮作用的需要单靠氧气扩散不能满足对固氮作用的需要 豆血红蛋白对氧气的调节非常重要豆血红蛋白对氧气的调节非常重要第69页，讲稿共119张，创作于星期日7.7.豆血红蛋白（豆血红蛋白（leghaemoglobin,Lbleghaemoglobin,Lb）LbLb存在于类菌体周膜的内外存在于类菌体周膜的内外分子量（大豆）：分子量（大豆）：1520KDa1520KDa 蛋白质部分蛋白质部分（植物细胞合成）（

45、植物细胞合成）血红素部分血红素部分（类菌体合成）（类菌体合成）LbLb以充氧和脱氧两种状态存在以充氧和脱氧两种状态存在 Lb-Lb-氧气（结合态）氧气（结合态）类菌体呼吸消耗氧类菌体呼吸消耗氧第70页，讲稿共119张，创作于星期日 六六.磷细菌肥料磷细菌肥料土壤中的磷只有土壤中的磷只有1%1%左右能被植物利用左右能被植物利用 微生物转化固定的磷成为有效磷微生物转化固定的磷成为有效磷 发挥土壤潜在肥力资源的有效途径发挥土壤潜在肥力资源的有效途径1.1.无机磷细菌：氧化硫硫杆菌、硅酸盐细菌无机磷细菌：氧化硫硫杆菌、硅酸盐细菌 产酸产酸溶解磷矿物溶解磷矿物可溶性磷酸盐可溶性磷酸盐 2.2.有机磷细菌

46、：假单胞菌、巨大芽孢杆菌有机磷细菌：假单胞菌、巨大芽孢杆菌 蜡状芽孢杆菌等蜡状芽孢杆菌等 分解有机磷分解有机磷释放出无机磷酸盐释放出无机磷酸盐第71页，讲稿共119张，创作于星期日 3.3.磷细菌肥料的使用方法磷细菌肥料的使用方法1 1）拌种或浸种：菌液拌种，晾干播种）拌种或浸种：菌液拌种，晾干播种 2 2）蘸根：菌肥与塘泥、草木灰和水等调成浆）蘸根：菌肥与塘泥、草木灰和水等调成浆 水稻、甘薯等栽时蘸根水稻、甘薯等栽时蘸根 3 3）基肥：作为基肥与有机肥料混合使用）基肥：作为基肥与有机肥料混合使用 4 4）追肥：作物开花前施与作物根部）追肥：作物开花前施与作物根部 施肥后防阳光暴晒，保持土壤湿

47、润施肥后防阳光暴晒，保持土壤湿润第72页，讲稿共119张，创作于星期日4.4.提高磷细菌肥料肥效的措施提高磷细菌肥料肥效的措施1 1）无机、有机磷细菌肥料混合使用）无机、有机磷细菌肥料混合使用 提高土壤中无效磷的总转化率提高土壤中无效磷的总转化率 配合有机肥，为磷细菌生长繁殖提供环境配合有机肥，为磷细菌生长繁殖提供环境2 2）磷细菌肥和固氮菌肥混合使用）磷细菌肥和固氮菌肥混合使用 磷细菌提供有效磷，固氮菌提供氮化物磷细菌提供有效磷，固氮菌提供氮化物3 3）磷细菌与纤维分解菌混合使用）磷细菌与纤维分解菌混合使用第73页，讲稿共119张，创作于星期日 七七.5406.5406抗生菌肥料抗生菌肥料

48、新型微生物肥料，新型微生物肥料，54065406与饼粉和土（与饼粉和土（1 1：1010）中发酵而成中发酵而成1.54061.5406生物学特性生物学特性 细黄链霉菌（细黄链霉菌（Streptomyces microflavStreptomyces microflav）5406”抗生菌是抗生菌是1953年从老苜蓿的根际土壤中年从老苜蓿的根际土壤中分离出来的一种放线菌分离出来的一种放线菌 固体培养基上菌落圆形，隆起固体培养基上菌落圆形，隆起 初期表面光滑，浅黄略带绿色初期表面光滑，浅黄略带绿色后表面粉末状，白色略粉红，背面黄褐色后表面粉末状，白色略粉红，背面黄褐色第74页，讲稿共119张，创作于

49、星期日2.54062.5406抗生菌的作用抗生菌的作用1 1）抗病驱虫）抗病驱虫产生不同抗生素，抑制产生不同抗生素，抑制3030多种植物病原菌多种植物病原菌,可防止水稻烂秧、小麦锈病等可防止水稻烂秧、小麦锈病等.2 2）刺激作物生长）刺激作物生长 分泌刺激素，刺激作物细胞分裂分泌刺激素，刺激作物细胞分裂 促进种子生根、发芽、分蘖，提前成熟促进种子生根、发芽、分蘖，提前成熟3 3）增加土壤有效养分含量）增加土壤有效养分含量 饼土本身含有一定量饼土本身含有一定量 N N、P P、K,K,还起磷细还起磷细菌的作用菌的作用.第75页，讲稿共119张，创作于星期日八八.PGPR.PGPR（植物根际促生细

50、菌）（植物根际促生细菌）（PlantGrowthPromotingRhizobacteria）1.PGPR1.PGPR的寄主植物及其效应的寄主植物及其效应促进植物生长，控制农作物病（虫）害促进植物生长，控制农作物病（虫）害对大麦、小麦、水稻、玉米、花生、菜豆、对大麦、小麦、水稻、玉米、花生、菜豆、蔬菜和经济作物蔬菜和经济作物促进生长、增加植物种子干重促进生长、增加植物种子干重第76页，讲稿共119张，创作于星期日 2.PGPR 2.PGPR的作用的作用1 1）分泌植物促生物质，如赤霉素、植物生长）分泌植物促生物质，如赤霉素、植物生长激素等，多种维生素和氨基酸激素等，多种维生素和氨基酸2 2）对