紫云英根瘤菌的exo与nod基因在宿主结瘤过程中的协同作用

紫云英根瘤菌菌株107经转座子Tn5诱变的胞外多糖合成缺陷型变种(Exo~-),在共生性状方面的改变有四种类型。我们选用了仅在宿主根部形成瘤状突起(Calli)的A类(NA-01,NA-02)、形成无效瘤(Nod~ ,Fix~-)的B类(NA-12)及不结瘤的(Nod~-)D类(NA-14)中的四个突变株分别与消除了共生质粒的Exo~ Nod~-变种(热处理变种及ANU-1116)混合接种紫云英幼苗,观察到与D类变种配合的接种组仍不能结瘤,而与A,B两类变种配合的接种组均诱导宿主产生形态正常的无效根瘤,并且该无效瘤全部被Nod~-变种侵占。说明一个表型仍为Exo~ ,但失去共生质粒的Nod~-变种,可在一个含有该质粒的Exo~-变种的帮助下进入根瘤。这提示共生质粒上的结瘤基因(nod)仅与侵染过程的早期有关,瘤的发育尚需根瘤菌的其他基因,其中包括exo基因的参与。 此外,共生质粒缺失的三个异种根瘤菌突变株分别与紫云英根瘤菌Exo~-变种混合接种时,也都在紫云英根部诱导出无效瘤,并且从瘤中能分离到这三个异种菌。表明在最初的识别作用发生后,植物对共生菌的专一性要求有所降低。     

根瘤菌在大麦和水稻根上形成拟瘤的细胞结构

用3种方法使紫云英根瘤菌(Rhizobium astragali Huikui)、田菁根瘤菌(R.sesbania sp.)分别入侵大麦(hordeum vulgare L.)和水稻(Oryza sativa L.),形成拟瘤状组织。一是用一定磁场强度处理根瘤菌和植物,并接种培养。二是用含有水稻幼苗根提取物的培养基培养根瘤菌,接种水稻。三是重复别人用2,4-D外源激素处理植物,接种根瘤菌。镜检观察,用紫云英根瘤菌接种形成的大麦根拟瘤细胞结构非常精细,保持各种细胞器。有侵入线结构和根瘤菌从侵入线释放。根瘤菌被宿主细胞来源的膜包围,成为拟菌体。这些形态结构与豆科根瘤细胞相似,有共生状态特征,但拟菌体有泡状化现象。田菁根瘤菌入侵水稻根形成的拟瘤,在细胞间隙和细胞内都有细菌分布。受侵染的细胞结构粗糙,根瘤菌裸露,无胞膜包围。用2,4-D处理接种根瘤菌的拟瘤细胞结构也如此,但在维管系统内有大量密集的细菌存在。这种结构完全不同于豆科根瘤细胞结构,细菌与植物细胞的形态学相互关系是一种非共生联合作用。     

沙打旺根瘤菌CA8116菌株特性及应用效果

沙打旺(Astragallus adsurens Pall)是一种适应性很强的豆科黄芪属多年生草本植物。近年来,在我国西北、华北及东北地区用飞机大面积播种沙打旺改良退化的草原和治理水土流失。据调查、飞机播种区沙打旺苗期结瘤率不高,有效根瘤不多。为了改善沙打旺的结瘤状况,必须人工接种优良的沙打旺根瘤菌。但是     

根瘤菌分类的最新进展

一、传统的根瘤菌分类系统及存在的问题早期对豆科植物-根瘤菌共生的研究只涉及一些农业上重要的一年生种,很快就注意到了根瘤菌共生的“专一性”及相互接种的关系,即一个植物的分离物只与本属植物或少数其他属植物共生结瘤,反之亦然。以一个根瘤菌将一些植物联系起来成为一个族群,这     

豇豆根瘤菌NGR234和紫云英根瘤菌109感染紫云英的比较研究

利用光学和电子显微镜对紫云英根瘤菌菌株109和广宿主的快生型根瘤菌菌株NGR234感染温带型豆科植物紫云英进行了研究,结果表明根瘤菌感染紫云英是通过在根毛中形成侵染线的途径。电子显微镜研究揭示了固氮根瘤中细胞内侵染线的存在。接种二天后,首先可观察到根毛的卷曲或分枝。接种四至五天后,在每株植物卷曲的根毛中可看到侵染线。接种八至十天后的植株出现肉眼可见的根瘤。菌株NGR234能够在紫云英上诱导根毛的卷曲,侵染线和根瘤的形成,但所形成的根瘤却未能固氮,根瘤中无明显的类菌体区,但有少数包有细菌的侵染线。NGR234抗抗菌素的衍生菌均未能使紫云英结瘤。将NGR234的共生质粒转移至三叶草、苜蓿、豌豆、快生型大豆根瘤菌和农杆菌,亦未能使这些细菌获得紫云英上结瘤的能力。     

我国豆科植物根瘤菌资源多样性及应用基础研究

北京农业大学菌种保藏中心(CCBAU)现已保藏根瘤菌5000余株,是全世界最大的根瘤菌资源数据库。通过对其中的2000余株根瘤菌作多相分类研究,确定根瘤菌新属2个、新种11个。结合根瘤菌宿主及其生态环境的关系,提出根瘤菌与豆科植物共生关系的新认识;并得出豆科植物接种根瘤菌的新见解,这对于西部大开发中新区种植豆科植物接种适宜的根瘤菌具有重要指导意义。     

紫云英根瘤菌基因文库的构建及含完整结瘤基因的重组质粒pRaZ15的分离

以紫云英根瘤菌菌株7653R为材料,制备总DNA,经EcoRⅠ限制酶部分酶解,通过10—50％蔗糖梯度离心,分离到20一30 kb的DNA片段。利用能在革兰氏阴性菌中转移和复制的广谱寄主载体——pLAFRl质粒,构建了紫云英根瘤菌基因文库。通过与苜蓿根瘤菌102l菌株中8．7kb的共同结瘤基因(作探针DNA)杂交,从基因文库中分离到紫云英根瘤菌共同结瘤基因片段。以紫云英根瘤菌不结瘤突变株7653R+1(7653R消除共生质粒)为受体、构建的7653R基因文库(E．Coli C600)为供体,通过协助转移质粒pRK2013(LE392)进行三亲交配,在含四环素的根瘤菌台成培养基(sM)上选择接合转移子。将得到的所有接台转移子混合在一起接种植物,通过植物结瘤试验,分离到含紫云英根瘤菌结瘤基因的重组质粒pRaz15。将该质粒用EcoRⅠ完全酶切,得到25kb左右的外源DNA片段,该片段携带完整的结瘤基因簇。     

沙打旺牧草接种根瘤菌的增产效果

沙打旺是豆科黄芪属多年生草本植物。八十年代初,辽宁省开始大面积飞播和人工种植,用以改良“三化”草场和治理水土流失。在辽西广种沙打旺的土壤中沙打旺根瘤菌很少,其结瘤率在20％以下,有效瘤甚少,固氮能力很低。为改善沙打旺根系结瘤状况,提高共生固氮效果,增加飞播草地经济效益,我们于1983     

光照强度对紫云英与根瘤菌共生结瘤的影响

播种紫云英接种紫云英根瘤菌,是紫云英新发展区种植成败的关键,是老种植地增产的重要措施。优良的紫云英根瘤菌在正常条件下播种后5—7天就结瘤,结瘤早,对紫云英获取较高产量是非常有利的。     

根瘤菌在小麦与紫云英混作中的作用

采用盆钵实验,在小麦与紫云英混作系统中,通过对紫云英接种根瘤菌,研究了小麦与紫云英生长过程中植株生长、植株生物量、植株与土壤氮素变化情况及根瘤菌的酶活性．结果表明,在有根瘤菌接种的混作体系中,植株的生长得到促进,植株及土壤全氮均有增加,酶活性比单作也有所提高．     

鲁黄1号大豆与根瘤菌的共生匹配性

大豆可与中华根瘤菌属及慢生根瘤菌属的多种根瘤菌共生固氮.研究大豆品种与不同种根瘤菌之间的共生匹配性,对获得高效根瘤菌用于接种,提高大豆的产量及品质有重要的理论和实践意义.本研究使用黄淮海地区的优质高蛋白大豆品种鲁黄1号从当地土壤内捕捉并分离纯化到27株根瘤菌.经持家基因recA的序列分析,发现其中18株属于中华根瘤菌属,9株属于慢生根瘤菌属.选用两个属的代表菌株各一株(Sinorhizobium fredii S6和Bradyrhizobium sp. S10),分别在蛭石、土壤盆栽及大田试验条件下,研究这两株菌单独及混合接种对鲁黄1号大豆的生长、结瘤、固氮活力、产量、种子蛋白含量及含油量的影响.结果表明： 与S10菌株相比,S6菌株对大豆的促生能力更强,对提高产量和品质的效果更好,从而确定S6为与鲁黄1号大豆相匹配的高效根瘤菌,可作为黄淮海地区推广种植鲁黄1号大豆时接种高效根瘤菌的菌种资源.
     

紫云英根瘤菌质粒功能研究

紫云英根瘤菌CH203含有3条质粒(pRHa,97MI);pRHb,168MD;pRHc,251MD为共生质粒),用带蔗糖敏感基因Tn5-sacB进行菌株质粒消除和质粒缺失突变株筛选,获得一系列突变株。与野生型菌相比,质粒pRHa的丢失导致菌株结无效根瘤,质粒pRHb的丢失使菌株失去共生能力,在TY培养基平板上菌落变得粗糙,失去了脂多糖(LPSI)。质粒pRHc(共生质粒)的丢失显然失去其菌株的共生能力,同时使菌株抗酸性明显减弱。质粒回复能恢复突变株的表现特征和共生能力。此外,紫云英根瘤菌CH205含有5条大小不同的质粒(分子量42MD～230MD),该菌株某些质粒的消除能显著增强菌株的结瘤固氮能力。研究结果也表明除共生质粒外,紫云英根瘤菌其它质粒明显影响菌株的共生效应。     

根瘤菌系统学研究进展与展望

根瘤菌(Rhizobia)原指能与豆科植物共生固氮的革兰氏阴性细菌,归属于变形杆菌门的α-变形杆菌纲和β-变形杆菌纲。近年来,细菌系统学研究方法的发展及大量新菌株的研究,大大改变了根瘤菌的分类方法和分类系统。最新的分类体系中,对α-纲内的根瘤菌属(Rhizobium)进行了重新划分:一部分种仍保留在根瘤菌属内,新增了副根瘤菌属(Pararhizobium)和新根瘤菌属(Neorhizobium),恢复并修订了土壤杆菌属(Agrobacterium)和其它根瘤菌属(Allorhizobium),且所有属中都包括了共生和非共生的细菌。α-纲内的中华根瘤菌属(Sinorhizobium)学名虽已被剑菌属(Ensifer)取代,但在研究共生的细菌时,前者的名称仍被广泛使用。在分类方法方面,最重要的进展是全基因组序列测定及平均核苷酸一致性(ANI)已取代传统的DNA同源性分析。由于16S rRNA基因序列在根瘤菌系统发育中的保守性,目前它多用于确定系统发育中属的分类地位,而多基因序列分析、全基因组序列比较来确定种的分类地位已成为确定根瘤菌基因种的"黄金标准"。加上生理生化特性、脂肪酸、醌等的快速测定获得表型和化学分类数据,使得近十年来根瘤菌的系统学快速发展。可以期待,未来基于全基因组序列分析的根瘤菌分类系统将更趋稳定,但大量的新种仍有待描述,而这仍会导致建立一些新属,或在原本不包括根瘤菌的细菌属内分离到一些共生固氮的种或菌株。另外,药用豆科植物苦参与含有不同结瘤基因型的多种根瘤菌共生混杂性的发现,突破了原来对共生专一性的认识,为豆科植物与根瘤菌之间共生关系的研究开拓了新思路。     

环境因子对根瘤菌吸氢活性表达的影响

自生条件下,测定准噶尔盆地南部的68株根瘤菌吸氢活力,获得一株Hup~+的冬箭筈豌豆根瘤菌C_(48)。经与紫云英根瘤菌株109及89比较,两者氢酶表达的最适pH相同;温度分别以20或30℃为宜;Ni~(2+)显著促进吸氢表达,但C_(48)还受Co~(2+ )、Mg~(2+)、Cu~(2+)的促进;紫云英根瘤菌的氨酶表达受碳水化合物抑制较冬箭筈豌豆根瘤菌明显。此外,自生条件下生长的Hup—菌株,经与宿主共生后,Hup~+的百分率大为增加。     

中国扁裂腔孢属新记录种及有关学名订正

<正> 自1976年以来作者先后在内蒙古、宁夏等草原地区以及辽宁、河北、山西、陕西等接近草原地区的农区、半农半牧区,采到黄芪属(Astragalus)和锦鸡儿属(Caragana)植物上的一种类似黑痣病症状的黑斑病标本。据调查,黄土高原地区推广种植的优良豆科牧草兼固沙植物沙打旺(Astragalus adsurgens Pall.cv.Shadawang)受害严重。引起该两属豆科植物黑斑病的病原真菌是扁裂腔孢属(Diachorella)的成员。     

不同pH水平下两种菌根真菌对紫云英生长的影响及其相互作用

设计在不同pH水平（4.3、5.1、5.8、6.8）下两种VA菌根真菌Glomus mosseae和Gigaspora margarita对紫云英Astragalus sinicus进行单接种、混合接种及无接种对照的盆栽实验。对紫云英地上和地下部分生物量、根部侵染率、SDH和ALP酶活进行了检测。实验结果表明：紫云英的生长效应与VA菌根真菌的侵染率及两种酶活成明显相关性。土壤pH升高,单接种Glomus mosseae和混合接种的侵染率也随之升高,而单接种Gigaspora margarita的侵染率呈现     

凉山州新银合欢根瘤菌的共生有效性及遗传多样性

【目的】研究分离自四川凉山州新银合欢根瘤菌的遗传多样性和共生有效性。【方法】采用16S rRNA RFLP、BOX-PCR、AFLP、多位点持家基因序列的联合分析及无氮水培法对33株供试新银合欢根瘤菌的遗传多样性和共生有效性进行研究。【结果】分析表明,3种方法在属水平的分群结果具有较好的一致性,有1个Mesorhizobium属的菌株、3个Bradyrhizobium属的菌株、3个Rhizobium属的菌株,26个相似度较高的菌株属Sinorhizobium。16S rRNA-recA-atpD-glnII序列联合构建的新银合欢根瘤菌系统发育树表明,SCAU203、SCAU211可能分别是Rhizobium和Bradyrhizobium的新类群,另外3个代表菌株分别位于Sinorhizobium、Mesorhizobium、Bradyrhizobium分支,分别与S.americanum、M.Plurifarium、R.huautlense亲缘关系最近。无氮水培接种试验筛选出2个共生固氮效果好、与不接种对照处理差异达显著水平的菌株SCAU229和SCAU307,有3个菌株不仅不具共生有效性,甚至不利于宿主的生长,其余84%的供试菌为低效或无效菌株。【结论】凉山州新银合欢根瘤菌具有丰富的遗传多样性,分布于4个属:Rhizobium、Bradyrhizobium、Mesorhizobium、Bradyrhizobium,79%为Sinorhizobium属的菌株,优势菌群为Sinorhizobium。该区的新银合欢根瘤菌大多数的共生有效性差。     

紫云英根瘤菌淮38的选育

五十年代后期,苏南稻田紫云英绿肥曾引至苏北地区种植,但鲜草产量极低,一般亩产仅数百斤。当时认为,低产原因可能是气温低越冬困难,也可能是土壤性质不同。七十年代初,通过接种紫云英根瘤菌,紫云英引种成功,     

青海蚕豆根瘤菌共生固氮效应的研究

蚕豆根瘤菌属于快生型根瘤菌 ,2 4h形成菌落。在盆栽试验中 ,蚕豆根瘤菌Qx -2与蚕豆具有良好共生效应 ,其株高、茎叶干重及含氮量 ,株瘤数 ,根瘤重量以及固氮酶活性等 ,均明显高于不接种对照 ,固氮率提高 69.4 9%。接种根瘤菌是提高蚕豆共生固氮效应的技术措施。     

2,4-D诱发小麦根瘤及引导根瘤菌进入小麦根瘤细胞的研究

本文通过水培和砂培的冬小麦(丰抗8号),研究用2,4-D处理并接种慢生型大豆根瘤菌61A76(Bradyrhizobium japonicum 61A76)和快生型沙打旺根瘤菌16(Rhitobium sp. astrugllus16),诱发小麦形成含菌根瘤的可能性。结果表明2,4-D可诱发小麦根系产生瘤状结构,此瘤状结构起始于根中柱鞘,2,4-D刺激小麦根瘤细胞的DNA合成,根瘤细胞的核及DNA含量约为正常根部的二倍,2,4-D能引导上述两种根瘤菌进入小麦根瘤细胞并大量繁殖,进入根瘤细咆的根瘤菌其形态有些变化,内含聚β—羟丁酸颗粒,有些菌体被膜囊包围。从接种大豆根瘤菌的小麦根瘤内分离出一株根瘤菌,经镜检、血清学及回接大豆试验证明为原接种的大豆根瘤菌株。