Микрофлора микоризы

Из билета 2.

Взаимоотношения микроорганизмов с растениями. Микрофлора ризосферы и микоризы. Эпифитные микроорганизмы. Взаимоотношения микроорганизмов с животным и человеком.

Высшие растения как все живые существа постоянно взаимодействуют с микроорганизмами, являясь одной из природных сред обитания микробов.

Взаимодействие – это взаимная связь, согласованность действий.

Из выше сказанного сформулируем определение «взаимодействия микроорганизмов с высшими растениями» - это взаимная связь организмов величиной от 50 до 500 мкм с автотрофными формами, имеющими расчленение на листья, стебли и корни.

Растения выделяют во внешнюю среду различные органические соединения – сахара, органические кислоты, нуклеотиды, аминокислоты, витамины, стимуляторы роста, представляющие собой легкодоступный и весьма разнообразный субстрат для питания микроорганизмов. Поэтому не случайно, что корневая система и наземные органы растений обильно населены микроорганизмами.

По мнению К.А. Лукумской (1987), влияние микробов на высшие растения может быть полезным или вредным для последних.

Влияние микроорганизмов:

Полезное

· минерализации органических веществ, тем самым, переводя их в усвояемую для растений форму;

· микроорганизмы выделяют ряд биотических веществ (витамины, гормоны);

· защищают от некоторых фитопатогенных микроорганизмов;

Вредное

· микробы вызывать заболевания растений;

· образуют токсические вещества;

· выступают как конкуренты высших растений, поглощая усвояемые питательные вещества.

Взаимодействие микроорганизмов с высшими растениями носит разносторонний характер. Имеются мирные сожители – эпифиты (обитатели поверхности организмов), ризосферные микроорганизмы и грибы-микоризообразователи, приносящие пользу обоим организмам. Наряду с безвредными микроорганизмами существуют фитопатогенные (болезнетворные) микробы, вызывающие отравления и заболевания растений. Исключительный случай взаимодействия микробов с высшими растениями представляют многочисленные примеры симбиоза. Иногда, даже трудно определить, является высший организм субстратом, и микроорганизмы размножаются на нём, либо наоборот, высшее растение паразитирует на микробах. Например, клубеньковые бактерии образуют на корнях (чаще бобовых) растений наросты, заселённые бактериями. С течением времени бактерии разрушаются в клубеньках, и растение использует вещества, запасённые микробами (паразитизм растения на бактериях).

Из разносторонних влияний микроорганизмов на высшие растения вытекают различные виды взаимодействия.

Виды взаимодействия:

Симбиотические паразитические (фитопатогенные)

Микрофлора ризосферы:

Первое место в ризосфере занимают, как правило, неспоровые бактерии. Второе место принадлежит микобактериям. Актиномицеты, грибы и споровые бактерии обнаруживаются здесь в небольших количествах. Из приведенных данных видно, что неспоровые бактерии — преобладающая группа почвенной микрофлоры в ризосфере. К неспоровым бактериям принадлежат азотфиксаторы: азотобактер, клубеньковые, фотосинтезирующие бактерии, азотомонас. Все они тяготеют к ризосфере растений. Здесь же накапливаются и другие представители азотфиксирующей флоры — маслянокислые, микобактерии, водоросли. Количество азотобактера и клубеньковых бактерий может достигать в этой зоне значительных величин: от сотен тысяч до нескольких миллиардов клеток в 1 г почвы (клубеньковые бактерии) и до 200 млн. клеток (азотобактер). Клубеньковые бактерии встречаются не только в ризосфере бобовых растений, они с успехом могут развиваться и в ризосфере злаков.

В ризосфере наблюдается и более интенсивное размножение водорослей. В зоне корней содержится обычно в 2—3 раза больше водорослей, чем вне этой зоны. Например, в ризосфере клевера обнаружено 149 тыс. клеток, а вне ризосферы — только 99 тыс. клеток в 1 г почвы.Кроме уже названных микроорганизмов, в ризосфере развиваются и другие группы микробов — аммонификаторы, денитрификаторы, нитрификаторы. Общее количество этих микробов достигает миллионов и даже миллиардов клеток в 1 г почвы. Активность азотфиксаторов и других микробов, принимающих участие в круговороте азота, в ризосфере всегда значительно выше.

Высокая концентрация представителей микрофлоры в ризосфере способствует развитию простейших и нематод, которые питаются бактериями. Таким образом, в почвах, занятых растениями, микроорганизмы развиваются интенсивнее, чем в почве без растений. Здесь активнее идет фиксация атмосферного азота и его дальнейшее превращение. С помощью агротехнических приемов, таких, как известкование, внесение органических и минеральных удобрений, орошение в засушливых районах, можно направленно менять состав микрофлоры ризосферы и активно влиять на микробиологические процессы, определяющие условия питания растений.

Микрофлора микоризы

Микоризу образует большинство растений (за исключением водных), как древесных, так и травянистых (особенно многолетних). Травянистые растения вступают в микоризный симбиоз с микроскопическими грибами в основном из класса несовершенных грибов (Deuteromycetes), отчасти из класса зигомицетов (Zygomycetes) с мицелием, лишенным перегородок (неклеточным) и отчасти из класса сумчатых грибов (Ascomycetes). Грибы родов элафомицес (Elaphomyces) и трюфель (Tuber) образуют микоризу с буком, дубом и другими деревьями. Но большинство древесных пород образуют микоризу с грибницей шляпочных грибов – макромицетов из класса базидиальных (Basidiomycetes) и группы порядков гименомицетов.

В гименомицетной эктоэндотрофной микоризе древесных пород гриб оплетает корень снаружи и частично проникает внутрь. Здесь он получает от корня углеводное питание, так как сам, будучи гетеротрофом, не может синтезировать органические вещества. Наружные свободные гифы гриба широко расходятся в почве от корня, заменяя последнему корневые волоски. Эти свободные гифы получают из почвы воду, минеральные соли, а также растворимые органические вещества (главным образом азотистые). Часть этих веществ поступает в корень, а часть используется самим грибом на построение грибницы и плодовых тел. В клетках корня частично перевариваются внедрившиеся гифы и служат дополнительным источником органических веществ.

Почва леса, особенно в прикорневой зоне деревьев, пронизана грибницей микоризных грибов, а на поверхности почвы появляются многочисленные плодовые тела. Это подберезовик (Leccinum scabrum), подосиновик (Leccinum aurantiacum) и многие другие шляпочные грибы, встречающиеся только в лесу. Для этих грибов такой симбиоз обязателен. Если их грибница и может развиваться без участия корней дерева, то плодовые тела в этом случае обычно не образуются.

Белый гриб образует микоризу со многими породами деревьев: березой, дубом, сосной, елью. Некоторые виды грибов – только с одной определенной породой. Так лиственничный масленок образует микоризу с лиственницей.

Для деревьев симбиоз с грибами тоже имеет значение: опыты на лесных полосах показали, что без микоризы деревья развиваются хуже, отстают в росте, они более ослаблены, подвержены заболеваниям.

В случае эндотрофных микориз взаимоотношения гриба и высшего растения еще более сложные. В связи с малым контактом гиф микоризного гриба с почвой таким путем в корень поступает относительно небольшое количество воды, минеральных и азотистых веществ. В этом случае значение для высшего растения, вероятно, приобретают вырабатываемые грибом биологически активные вещества типа витаминов. Отчасти гриб снабжает высшее растение азотистыми веществами, так как часть гиф гриба, находящаяся в клетках корня, переваривается ими. Гриб получает углеводы, а в случае микоризы орхидных гриб сам отдает углеводы (сахар) высшему растению.

Нужно отметить, что микоризный симбиоз – явление очень сложное, не укладывающееся в какую-то определенную схему. Эти взаимоотношения часто зависят от окружающих условий.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: