根系分泌物和根际微生物之间的相互作用

根系分泌物作用于周围环境产生根际效应，影响根际微生物的生态分布、种群组成，是根际微生物营养物质的主要来源。同时，根际微生物又会反作用于根系分泌物，通过各种途径影响分泌物的产生和组成。二者相互作用，相互影响，缺一不可。
根系分泌物是植物在生长发育过程中，根系通过各种途径向周围环境不断分泌质子、离子和大量的有机物质等的总称。根据来源分为渗出物、分泌物、粘质物、分解物与脱落物，根据组成成分分为碳水化合物、氨基酸、有机酸、以及其他化合物和有害毒素等。根际微生物是指在植物根系直接影响的土壤范围内生长繁殖的微生物，有细菌、放线菌、真菌、藻类和原生动物等。

一、根系分泌物对根际微生物的影响

厂连配生物工程技术中心等相关研究表明，不同植物种类以及同一植物在不同生长发育阶段，其根系分泌物的种类和数量均有一定的差异，此种差异又直接影响了根际微生物的种类和数量。根系分泌物越多，微生物生长越旺盛；而根系分泌物的种类则决定了根际微生物的种类，这也是不同植物根际发育着不同种微生物的原因。当然根系分泌物除了对根际微生物数量和种类产生影响外，还对微生物的代谢及生长发育有一定的影响，其影响有时起促进作用，有时起抑制作用。
1、碳水化合物和氨基酸类对土壤微生物的影响
包含葡萄糖、果糖、蔗糖、木糖、麦芽糖、鼠李糖、阿拉伯糖、棉子糖、低聚糖等；它们为根际土壤微生物提供有效的碳源与氮源，且在数量和种类上影响着土壤微生物种群的分布。有研究指出，玉米根系分泌物在不同生育期蛋白质与总糖含量有明显差异，这些物质的种类与数量差异对土壤微生物群的分布有直接影响；另外，有研究表明玉米和苏丹草根在缺磷时可以分泌糖和氨基酸，可以促进微生物的活性，利用微生物来活化难利用的磷。
2、黄酮类化合物对根际微生物的影响
黄酮和异黄酮这两类物质是豆科作物根系分泌物中的常见成分，也是人们研究根际微生物
与碳素转化的重点。有研究表明，不同种类豆科作物分泌的黄酮类物质的诱导效应有很大差异，豆科作物根瘤方面研究，这对于植物共生固氮作用研究与利用有着重要意义。
3、酚酸类物质对根际微生物的影响
目前从根系分泌物中发现的有酚类化合物、阿魏酸、氢氰酸、苯甲酸、肉桂酸和皂角苷等物质都对土壤微生物生长起抑制作用。它们中大部分是三羧酸循环的中间体，对根际pH、根际微生物的活力影响很大。

二、根际微生物对根系分泌物的影响

根系分泌物为根际微生物的生存提供了能源和碳源，反之，根际微生物的存在也大大影响了根系分泌物的数量和种类，并从以下4条途径促进或抑制根系分泌物的释放。
1、影响根细胞的通透性
多黏杆菌产生的抗菌素——多糖素可增强细胞膜的通透性，从而导致根系分泌较多的氨基酸。VA菌根的形成可改变植物细胞膜的通透性，使根系分泌物的数量发生变化。
2、影响根代谢
用粪产碱菌接种水稻时发现，浸种和沾根2种方式均能刺激水稻根系分泌质子，浸种的刺激效应更加明显。荧光假单胞菌和镰刀菌代谢产物可显著加强苜蓿、玉米、小麦根系氨基酸的分泌，而在无菌条件下，上述植物根系对氨基酸摄取量则远远超过其分泌量。
3、修饰根分泌物
相关研究认为植物根系在受病原菌的侵染时，能分泌某种特殊的化合物，根际微生物可以通过改变根际营养状况和植物体内激素含量来改变植物体内生理生化过程，从而影响根系分泌物的种类和数量。
4、影响根系分泌物的吸收利用
根际微生物可选择性的利用根系分泌物中的特定成分，改变根系分泌物的组成成分及其占总量的比例。在对玉米苗无菌和有菌培养液中根系分泌物的对比发现，无菌条件下根系分泌物中包括65％的糖，而在有菌条件下果糖、阿拉伯糖和葡萄糖的含量均下降50%。