Ризосферная микрофлора – это комплекс микроорганизмов, обитающих в ризосфере, области почвы, прилегающей к корням растений. Различные семейства цветковых растений формируют уникальные микробные сообщества, что связано с особенностями их корневых выделений и адаптациями к окружающей среде.
Ризосферная микрофлора цветковых растений семейства Бобовые (Fabaceae) (например, люцерна, горох) способствует росту Rhizobium, Azospirillum, создает симбиотические отношения с азотфиксирующими бактериями, образуя клубеньки. Так же наблюдается высокая численность фосфатмобилизующих бактерий (Pseudomonas, Bacillus).
Ризосфера Злаковых (Poaceae) богата азоспириллами (Azospirillum), фиксирующими азот, преобладают грибы-антагонисты фитопатогенов (Trichoderma). Злаковые стимулируют бактерии, которые переводят нерастворимые фосфаты в доступную форму. Разветвлённые корни Poaceae обеспечивают большую площадь для микроорганизмов.
Крестоцветные (Brassicaceae) выделяют глюкозинолаты, которые влияют на состав микрофлоры. Часто обитают бактерии рода Bacillus, выделяющие антимикробные вещества. Бактерии рода Pseudomonas и Bacillus подавляют рост фитопатогенов у крестоцветных и паслёновых растений.
Паслёновые (Solanaceae) характеризуются разнообразной микрофлорой, включая Pseudomonas fluorescens и Bacillus subtilis. Наблюдается высокая активность микробов, синтезирующих ауксины.
Розоцветные (Rosaceae) богаты грибами рода Penicillium и Aspergillus, которые участвуют в разложении органического вещества.
Корневые выделения – сахара, аминокислоты, органические кислоты создают питательную среду для микроорганизмов. Растения теряют до 30–40% углерода в виде экссудатов, образовавшихся в процессе фотосинтеза, которые питают бактерии. Однако растение получает выгоду от соседства с ризобактериями, которые выполняют множество различных функций. Состав и концентрация ризодепозитов зависят от вида растения. Эти вещества стимулируют развитие специфических микробных сообществ, что приводит к формированию сложной экосистемы.
Различные виды растений выделяют специфические соединения, которые привлекают определённые микроорганизмы. Бобовые растения выделяют вещества, стимулирующие рост ризобий, а другие растения могут выделять соединения, угнетающие патогенные микробы.
Количество бактерий в ризосфере увеличивается после прорастания семян и достигает своего пика в период вегетации растений. Численность микроорганизмов возрастает в зоне верхушечных корней, выделяющих больше органических соединений.
Весной активизируются сапротрофные микроорганизмы. В период плодоношения увеличивается количество азотфиксирующих и фосфатмобилизующих бактерий.
Изучение ризосферной микрофлоры цветковых растений различных семейств даёт ценную информацию о взаимодействии растений с почвенной микробиотой. Эти знания имеют большое значение для повышения урожайности, защиты растений от болезней и улучшения экологического состояния почв.
Лекарственные растения представляют особый интерес для изучения ризосферы, поскольку их корневые выделения часто содержат уникальные биологически активные соединения. Эти вещества способны оказывать антимикробное, фунгицидное и иммуномодулирующее действие на микроорганизмы.
Особый интерес, который вызывают лекарственные растения, связан с характеристиками этих организмов:
1. Богатство вторичных метаболитов. Корневые экссудаты лекарственных растений содержат алкалоиды, флавоноиды, сапонины, которые могут подавлять патогены и стимулировать рост полезной микрофлоры.
2. Специфический состав микробиоты. Микроорганизмы в ризосфере лекарственных растений часто отличаются от таковых у культурных растений, что связано с их химическим составом.
3. Антимикробные свойства. Экстракты из корней многих лекарственных растений могут применяться для контроля патогенных микроорганизмов, например, в биологической защите сельскохозяйственных культур.
Эфирные масла, сапонины и фенолы, взаимодействуют с липидным слоем клеточной мембраны микроорганизмов. Это приводит к потере целостности мембраны, утечке ионов и клеточного содержимого, что вызывает гибель клетки. Таннины и антоцианы повреждают ДНК или блокируют процессы репликации. Это препятствует делению клеток и снижает способность микроорганизмов к размножению. Алкалоиды и органические кислоты блокируют ферменты, участвующие в метаболизме микроорганизмов, что препятствует их росту и размножению. Например, фенольные соединения ингибируют ключевые ферменты, участвующие в энергетическом обмене. Флавоноиды защищают ризосферные микроорганизмы от окислительного стресса, вызванного неблагоприятными условиями среды, что способствует поддержанию симбиотической микрофлоры.
Ризосфера представляет собой уникальную экосистему, где растения, почва и микробиота функционируют в тесной взаимосвязи, обеспечивая оптимальные условия для роста и развития растений.
Если вам понравилась эта статья, поделитесь ею с друзьями или в соцсетях — возможно, именно они сейчас ищут такой материал.
Напишите в комментариях, что было самым полезным, а также ваши пожелания и вопросы — нам действительно важно ваше мнение.
Подпишитесь на обновления, чтобы не пропустить новые статьи.
А ваш лайк — как аплодисменты после хорошего выступления, они вдохновляют нас работать ещё лучше!