弗蘭克氏菌屬的命名來源與形態(tài)結(jié)構(gòu)及固氮作用！
小楊 / 2024-03-21 08:55:32
一、菌種簡介
弗蘭克氏菌屬，弗蘭克氏菌科下的一屬。與非豆科植物共生形成根瘤并能固定大氣中的氮。菌體呈絲狀，直徑0.5～1.0微米。中國廣泛栽培的木麻黃根瘤內(nèi)有木麻黃弗蘭克氏菌。
二、命名來源
Brunchorst（1886）首先提出
弗蘭克氏菌屬（Frankia），以紀(jì)念弗蘭克這個人。他首先提出了正確的共生概念，創(chuàng)造了共生（symbiontic）這個詞。以后Becking重新定義了弗蘭克氏菌屬，并在放線菌目提出了弗蘭克氏菌Frankiaceae與Frankia屬。按他的意見，弗蘭克氏菌科是在廣泛分布的非豆科植物根瘤內(nèi)進(jìn)行絕對共生生活的微生物。
三、界定特征
Becking按照不同的寄主把
弗蘭克氏菌屬分為10個種，F(xiàn)alni為典型種。1978年，弗蘭克氏菌的離體培養(yǎng)成功，從而為它的分類開辟了新的領(lǐng)域，使各種生理生化指標(biāo)的應(yīng)用成為可能。1978年后，弗蘭克氏菌的研究在世界上得到廣泛重視，新的菌株被不斷分離出來。國際弗蘭克氏菌討論會已經(jīng)進(jìn)行多次，大家多弗蘭克氏菌屬的定義有了統(tǒng)一的認(rèn)識，符合下列特征的生物將被認(rèn)為是弗蘭克氏菌屬的成員：
（1）放線菌樣、固氮、從根瘤分離出來的內(nèi)生菌體。在純培養(yǎng)下有以下特征：
①能在植物上誘發(fā)有效或無效的根瘤，能從植物根瘤中重新分離到。
②在液體培養(yǎng)中產(chǎn)生含不動孢子的孢囊，有可能形成泡囊。
（2）自由生活還不清楚有侵染能力或固氮能力的放線菌，但具有①②中所描述的形態(tài)。
最顯著的特征是能與非豆科木本植物共生固氮。
能與4個亞綱8科24屬約194種的雙子葉 被子植物共生，這些植物被稱為放線菌根植物。
在有隔、分枝的菌絲體頂端的泡囊柄上形成泡囊，泡囊具有固氮功能。
在液體培養(yǎng)基中產(chǎn)生了三種特征性的細(xì)胞類型：基內(nèi)菌絲、著生泡囊和孢子（一般無氣生菌絲）
四、形態(tài)結(jié)構(gòu)
1、總體形態(tài)
菌體絲狀、纖細(xì)、稀疏，大多數(shù)種的菌絲直徑為0.3——0.5微米，分枝具橫隔。隨著菌體的發(fā)育在菌絲頂端或菌絲間形成孢子囊，是菌絲多方分裂形成孢子堆的結(jié)構(gòu)，形態(tài)多樣，呈球形、圓錐形、梨形或鉤狀彎曲，大小不一，小的約10——30微米，大的更達(dá)100微米。孢子為不規(guī)則多面體狀，無鞭毛，不波動。Frankia菌能形成具有固氮功能的頂囊，著生于頂囊柄上，再與菌絲相連，不同宿主來源的菌株在形態(tài)和大小上有一定差別。
2、特征結(jié)構(gòu)
Frankia形態(tài)較為特異，一般具有以下4種特征性的結(jié)構(gòu)：
（1）菌絲
在體外培養(yǎng)為分枝狀的營養(yǎng)菌絲，可分隔，粗細(xì)不一，寬度0.2——1.5微米。在電鏡下觀察到細(xì)胞壁由內(nèi)外兩層高電子層組成。模式菌株Cpll的菌絲外還包有多層外膜。
（2）孢囊
營養(yǎng)菌絲的頂端或中間經(jīng)縱橫分裂，膨大形成多腔孢囊，內(nèi)含有許多孢子。孢囊形狀多樣，有圓球形、卵形、錐形、草莓形、紡錘形、棒形等，有的中間可突起為不規(guī)則形狀。大小不一，通常10——60微米，最大可達(dá)100微米以上；孢囊外有一層與菌絲相似的片狀外膜，孢子數(shù)量從幾個到幾百個不等，與年齡及營養(yǎng)狀況有關(guān)。孢子壁厚，無鞭毛，不能游動，成熟孢子的孢壁外有2——3層膜狀結(jié)構(gòu)。
（3）泡囊
著生在菌絲頂端或短小的泡囊柄上，圓形，直徑0.5——2.0微米，為Frankia的固氮場所，在氮缺乏的培養(yǎng)基中容易形成，是Frankia最具特征性的結(jié)構(gòu)。泡囊表層有多重片層狀結(jié)構(gòu)，富含中性脂類，可防止氧進(jìn)入泡囊內(nèi)
（4）串珠狀菌絲
Diem（1985）在Frankia菌株（ORSO21001）中發(fā)現(xiàn)存在一種特殊的菌絲體結(jié)構(gòu)，它由加寬的營養(yǎng)菌絲經(jīng)多重分隔形成類似孢子的細(xì)胞組成，呈串珠鏈狀，稱為串珠狀生殖菌絲。他認(rèn)為該結(jié)構(gòu)有助于Frankia在不利環(huán)境下的生存和繁殖。
五、固氮作用
本科放線菌與非豆科植物共生形成根瘤并能固定大氣中的氮。由于感染部位的刺激，許多變形側(cè)枝集結(jié)在一起并重復(fù)分枝形成不規(guī)則球形體，直徑可達(dá)幾厘米。
根瘤可分為：
①榿木型，根瘤上小根短，形成柵狀球團；
②楊梅型，根瘤上小根長，大部向上，形成叢根狀體。
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