豆科植物根瘤发生的分子生物学

豆科是开花植物中的第三大科,也是经济上最为重要的科之一。许多豆科植物的种子中含有丰富的蛋白质,是良好的食品及饲料的来源,如温带种植的豌豆及热带亚热带广泛种植的种类繁多的作物,包括大豆、豇豆等。其它一些豆科植物也很有价值,它们可作为牧草植     

豆科植物根瘤内生细菌的发现及其研究进展

近年来研究报道显示,某些豆科植物与根瘤菌在形成固氮共生体的同时,其根瘤内还存在多种其他类群的内生细菌,该现象在根瘤菌研究领域越来越引起关注和重视。本文综述了根瘤内生土壤杆菌、非共生根瘤菌、其它细菌的发现、种类及其对共生关系和植物生长的影响等研究进展,同时对该研究方向提出一些初步观点和认识,旨在增加人们对根瘤微生态的了解,拓展根瘤菌研究与应用的视野。     

几种非豆科植物根瘤内生菌侵染特征的研究

自不同科、属、种的非豆科植物根瘤分离内生菌,对其寄主植物进行了交叉侵染,结果表明,这些Frankia菌对不同寄主的侵染没有明显的专一性,供试菌可以进行跨越科、属、种的侵染,但有的菌株对于某些植物的侵染,可能存在一些特殊情况,相同菌株对不同植物的侵染能力,以及不同菌株对同一寄主的侵染能力是有差异的。从同一种植物根瘤中分离的不同菌株,侵染能力也有高低之分,供试菌随寄主植物的改变,侵染能力及所建立的共生系统固氮活性有所降低,侵染原寄主植物所形成的根瘤固氮活性较高的菌株,在改变寄主后所形成的根瘤固氮活性也比较高,在一定条件下,寄主植物的结瘤量与根瘤固氮活性呈正相关,而侵染不同寄主后,根瘤中菌体孢子的表面结构也发生了一定变化。     

豆科植物根瘤中非共生的内生菌遗传多样性研究进展

在豆科植物与根瘤菌之间结合形成的固氮共生体中,其典型的特征是由特定的微共生体诱导形成的根瘤或茎瘤,除了根瘤菌外,在根瘤中同样也分离出多种与根瘤菌共生固氮无关的内生菌类群,而且根瘤菌与内生菌通常可以共存于同一个根瘤内是普遍存在的客观现象,这些非共生的内生菌生活史的一部分存在于根瘤内且不会引起植物发病,但有关它们的生态学作用还知之甚少,由于其生态上的重要性,近年来对该现象的研究不断深入.就近年来根瘤中隶属于变形菌门,放线菌门、后壁菌门的非共生的内生菌遗传多样性所取得的最新研究结果进行了总结,并介绍了根瘤中相关内生菌多样性研究的新进展.同时,指出了该研究领域存在的问题,并对未来相关研究方向做了展望.     

马桑共生固氮根瘤及其内生放线菌

马桑型非豆科内生放线菌的共生固氮根瘤的含菌组织与桤木型不同。前者为一马蹄形整体,围绕着中柱维管束;后者完全包围中柱,其中含菌细胞和不含菌细胞交错存在或形成分散的含菌细胞组织团。尼泊尔马桑(Coriaria nepalensis Wall.)根瘤的内生放线菌菌丝形态与桤木根瘤的内生菌形态相同,具有一层电子密度很高的单层壁和具有单层壁的横隔膜。菌丝分枝,具有中间体。成熟的含菌细胞内有一围绕着中央液泡的栅栏排列的柱形泡囊,它们是菌丝的顶端细胞,其电子密度比菌丝高。含菌组织的衰老部分有颗粒体,颗粒体有双层壁,内层壁与菌丝的相同,外层壁比内层壁厚数倍,电子密度低。     

几种非豆科植物根瘤内生菌侵染特征的研究

自不同科、属、种的非豆科植物根瘤分离内生菌,对其寄主植物进行了交叉侵染,结果表明,这些Frankia菌对不同寄主的侵染没有明显的专一性,供试菌可以进行跨越科、属、种的侵染,但有的菌株对于某些植物的侵染,可能存在一些特殊情况,相同菌株对不同植物的侵染能力,以及不同菌株对同一寄主的侵染能力是有差异的。从同一种植物根瘤中分离的不同菌株,侵染能力也有高低之分,供试菌随寄主植物的改变,侵染能力及所建立的共生系统固氮活性有所降低,侵染原寄主植物所形成的根瘤固氮活性较高的菌株,在改变寄主后所形成的根瘤固氮活性也比较高,在一定条件下,寄主植物的结瘤量与根瘤固氮活性呈正相关,而侵染不同寄主后,根瘤中菌体孢子的表面结构也发生了一定变化。     

11株不同生态条件下的根瘤放线菌的形态特征

1 引言 自1978年由美国的Callaham等首次成功地从香蕨木根瘤中分离出Frankia的离体培养以来,使放线菌结瘤植物的研究领域有了突破性的进展,据报道,近10年国内外的研究者已从10个属植物根瘤中获得Frankia菌株的离体纯培养。我们于1981年由四川     

根瘤形成过程中豆科植物根毛和根外层传递细胞的诱发

对7种豆科植物接种根瘤菌后根部的形态和内部结构进行了研究.结果表明:根瘤菌可诱发根瘤形成部位根段的根毛增生、形变和根外层传递细胞的发育.根外层传递细胞发生在根毛伸长形变时期,一直可持续到根瘤形成,传递细胞壁内突发育过程是先由根表皮细胞外切向壁一侧细胞质膜向细胞质内陷形成囊状壁傍体,次生细胞壁物质在初生壁上沉积并逐渐充满囊状体,最终形成传递细胞典型的壁内突结构.根瘤形成过程中根外层传递细胞的诱发与培养方式(水培、固培)没有直接关系.在不接菌的对照苗的根段内未发现壁内突结构,研究证明豆科植物根外层传递细胞的形成是由根瘤菌诱导所致.     

豆科植物早期共生信号转导的研究进展

豆科植物与根瘤菌建立特异的共生关系,在寄主根部产生固氮根瘤。此过程包含了共生信号识别与传递、根瘤菌侵染、根瘤形成以及固氮功能实现等生物学事件。研究人员已经从2种豆科模式植物蒺藜苜蓿（Medicago truncatula）和百脉根（Lotus japonicus）的共生固氮体系中,筛选到许多与根瘤菌共生相关的突变体及其相对应的功能基因,建立起包含结瘤因子识别、共生信号传递和转录响应在内的早期共生信号途径。该文对豆科植物早期共生信号途径的新进展进行了综述。     

ARDRA对植物根瘤内共生放线菌Frankia多样性的研究

应用原核生物16SrDNA特异性引物rD1和fD1,通过ARDRA（amplified ribosomal DNA restriction analysis）法直接扩增自中国云南、东北地区赤杨属3种植物和沙棘属1种植物根瘤内FrankiaDNA,得到一长约1500bp的扩增产物,选用两种内切酶HaeⅢ、AfaⅠ联合对扩增产物进行酶切,得到稳定的酶切图谱,将所测48个感染赤杨的Frankia样本区分为3个不同的组,所测43个感染沙棘的Frankia样本区分为3个不同的组,显示根瘤内Frankia存在丰富的遗传多样性。     

豆科植物早期共生信号转导的研究进展北大核心CSCD

豆科植物与根瘤菌建立特异的共生关系,在寄主根部产生固氮根瘤。此过程包含了共生信号识别与传递、根瘤菌侵染、根瘤形成以及固氮功能实现等生物学事件。研究人员已经从2种豆科模式植物蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)和百脉根(Lotus japonicus)的共生固氮体系中,筛选到许多与根瘤菌共生相关的突变体及其相对应的功能基因,建立起包含结瘤因子识别、共生信号传递和转录响应在内的早期共生信号途径。该文对豆科植物早期共生信号途径的新进展进行了综述。     

非豆科植物固氮研究概况

由于氮素化肥能源耗费和环境污染问题的日趋严重,人们逐渐认识到农林业生产完全依赖化肥终非良策,于是生物固氮研究日益受到世界各国的重视。豆科植物有与根瘤菌天然结瘤固氮的能力。长期以来人们一直希望非豆科植物也能结瘤固氮,以减少对化肥的依赖。对于人工诱导非豆科作物结瘤固氮的研究,国内外开展的研究工作较多。早在30年代初至60年代中期（1933－1967年）,许多学者就试验用离体的豆科植物根、愈伤组织和细胞培养物与相应的根瘤菌联合培养,以探索二者在体外共生的可能。但限于当时的技术条件,在30多年内一直未能证明根瘤菌能在…     

从豆科植物的根瘤中直接提取根瘤菌DNA的方法*

豆科植物的新鲜根瘤经表面灭菌、破碎后直接加入 2 0 0 μL 4mol/L异硫氰酸胍 (GUTC)裂解液混匀 ,离心去掉根瘤残留物 ,再加入适量RNA酶 ,37℃温育 30min后 ,加入 2 0 μL硅藻土吸附液 ,室温处理 1 5min离心去掉上清 ,沉淀经GUTC裂解液二次处理 ,再分别用洗涤液、 70 %酒精洗涤。最后 ,硅藻土沉淀经真空干燥 ,加入 2 0 μL超纯水洗涤硅藻土沉淀 ,即可获得类菌体根瘤菌DNA。所获得的DNA可以用于AFLP、 1 6SrRNAPCR反应。     

中国帕米尔高原根瘤菌-豆科植物共生资源调查

对帕米尔高原进行了根瘤菌——豆科植物共生资源的调查与收集,分析了根瘤的特征和根瘤菌的抗逆性。共采集到11属22种豆科植物,除菜豆、昆仑锦鸡儿、豇豆和白花草木樨等4种豆科植物未见结瘤外,其它豆科植物均能结瘤,其中帕米尔扁蓿豆、美丽棘豆、毛序棘豆、金毛脬萼黄芪等4种为新发现的结瘤豆科植物。共收集到8属18种豆科植物的根瘤样品250份,发现根瘤数量相对较少,颜色以白色或褐色为多,形状多样,多着生于主根、侧根的上部。通过对109株根瘤菌的抗逆性分析,获得一些具有耐低温和耐盐碱能力的优良菌株。     

新疆干旱区豆科植物结瘤的固氮特性

调查了新疆干旱区72种豆科植物的结瘤固氮活性,其中33种尚未见报道。这些植物所结根瘤在外形上多数不规则,以皮层厚和白色、棕色者居多,与非干旱区的根瘤形态显著不同。根瘤固氮活力相差较大,但比一般豆科植物根瘤活性高,最高者可达当地大豆根瘤的42倍。根瘤活性与宿主的抗逆境能力有关。此外,从11种豆科植物根瘤观察到10种具有吸氢活性。对干旱区豆科共生固氮生理生态的特性进行了讨论。     

浙江温州水稻根瘤状组织的结构分析

用光镜、扫描电镜和透射电镜观察的方法,对浙江温州水稻根上的瘤状组织进行了结构分析,并与豆科植物根瘤的结构进行了比较。壮苗期水稻的瘤状组织内皮层少数薄壁细胞内有细菌存在,但细胞有防御反应,细胞质凝聚和纤维化,分不清细胞质的精细结构,说明细胞已经死亡;孕穗抽穗期水稻根瘤状组织,表皮黑褐色,木栓化。外皮层内无维管组织,内皮层薄壁细胞膨大,但没有含菌细胞。有的瘤状组织内外皮层细胞基本上木质化。在内皮层薄壁细胞内有齿轮状的特殊结构。光镜和扫描电镜观察到的丝状物和珊瑚状花纹的球体,实为某种真菌的菌丝和孢子。因此,浙江温州的水稻根瘤状组织的结构与豆科根瘤完全不同,实为混有细菌和真菌的愈伤组织     

几种生态因素对西北干旱地区豆科植物结瘤固氮的影响

通过对西北干旱地区栽培和野生豆科植物不同环境条件固氮状况的调查表明,栽培豆科植物一般能自然结瘤,野生豆科植物种的结瘤率极低。根瘤颜色栽培植物多为粉红色,而野生植物多为白色、黄色或棕色。通过对水分、光照强度和温度等不同条件下根瘤ARA测定,表明根瘤固氮活性与生态条件关系密切,而土壤水分是限制根瘤固氮活性表达的主要因素。     

豆科根瘤非侵染细胞的形态结构研究

非侵染细胞是豆科根瘤中一种非常重要的细胞,它不仅参与了根瘤共生固氮,而且还在其中起了极为重要的作用,这些作用的发挥与其具有与此相适应的形态结构和分布有关。非侵染细胞体积小、数量少,分散于侵染细胞之间。在大豆根瘤中,它们彼此相连接,形成一条条的线和一个个的面,由根瘤中心向四周辐射,直至与皮层细胞相接,其作用可能与根瘤中心组织和皮层细胞之间的物质运输,特别是固氮产物的输出密切有关。非侵染细胞与侵染细胞之间的主要差异在于它不含细菌,中央有一个大液泡,细胞质中含有大量的过氧化物酶体和许多膨大的管状内质网,而且细胞壁上还有丰富的胞间连丝和纹孔,但主要存在于非侵染细胞与非侵染细胞之间的连接壁上。