弗蘭克氏菌屬（Frankia）是廣泛分布在非豆科根瘤內(nèi)的絕對(duì)共生生活微生物。弗蘭克氏菌屬的模式種是榿木弗蘭克氏菌Frankia alni。這些細(xì)菌通過固氮酶將大氣中的氮轉(zhuǎn)化為氨，為寄主植物提供氮源。
Brunchorst（1886）首先提出弗蘭克氏菌屬（Frankia），以紀(jì)念弗蘭克這個(gè)人。他首先提出了正確的共生概念，創(chuàng)造了共生（symbiontic）這個(gè)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。
本科放射菌與非豆科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(tuán)；②楊梅型，根瘤上小根長(zhǎng)，大部向上，形成叢根狀體。
弗蘭克氏菌對(duì)溫度和土壤pH值的范圍有一定的耐受性，最適生長(zhǎng)條件為大約30攝氏度和環(huán)境pH值在6.5至7之間。它們能夠抵抗低濃度的重金屬，如銅、鈷和鋅，這可能對(duì)退化土壤有益。弗蘭克氏菌是革蘭氏陽性細(xì)菌，由蛋白質(zhì)組成的厚壁細(xì)胞有助于抵抗可能存在于退化土壤中的重金屬。
現(xiàn)在已經(jīng)有幾種弗蘭克氏菌的基因組可供使用，這有助于澄清原核生物與植物共生的進(jìn)化過程，環(huán)境和地理適應(yīng)性的發(fā)生，代謝多樣性以及共生原核生物之間的水平基因流。
弗蘭克氏菌能與多種植物共生，包括樺木科、銀合歡科、漆樹科、紫穗花科、胡頹子科、桑寄生科、鼠李科和薔薇科中的特定種類。這些植物被稱為放線菌根植物，能夠在土壤中生長(zhǎng)并且通常茁壯成長(zhǎng)，即使土壤中植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量較低。
形態(tài)特征
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(dòng)。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。
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)
菌絲 在體外培養(yǎng)為分枝狀的營(yíng)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。
營(yíng)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(gè)到幾百個(gè)不等，與年齡及營(yíng)養(yǎng)狀況有關(guān)。孢子壁厚，無鞭毛，不能游動(dòng)，成熟孢子的孢壁外有2——3層膜狀結(jié)構(gòu)。
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(chǎng)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)
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(yíng)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。
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