毛萼田菁茎瘤豆血红蛋白含量与固氮活性的关系

在个体瘤发育的不同阶段和植株生长的不同时期,以及在不同的光照条件下,分别测定茎瘤的固氨活性和豆血红蛋白含量。结果表明,毛萼田菁茎瘤的固氨活性和豆血红蛋白含量呈正相关,豆血红蛋白在茎瘤的共生固氮中起着重要的作用。     

植物的血红蛋白

近几年来,植物血红蛋白的研究进展十分迅速,豆科植物中与共生固氮无关的血红蛋白基因和包括禾本科植物在内的许多非豆科植物血红蛋白基因的发现使人们对植物血红蛋白有了新的认识,进而把植物血红蛋白分为共生血红蛋白和非共生血红蛋白两种类型。对这两种血红蛋白的性质、功能、基因结构及表达等方面的研究不仅对共生固氮中植物与微生物的相互关系和固氮工程研究;而且对植物细胞的呼吸代谢和耐涝机理等研究有重要价值。     

基因工程

891394;苜蓿豆血红蛋白cDNA的分子克隆豆血红蛋白是一种与动物肌红蛋白相似的蛋白,是共生固氮根瘤的蛋白。豆血红蛋白结合氧类菌体进行氧分压的调节,对苜蓿根瘤豆血红蛋白的组分,性质及其mRNA和合成的转译水平调节等进行了研究     

田菁茎瘤固氮根瘤菌对小麦叶组织的促生作用研究

利用GFP标记的田菁茎瘤固氮根瘤菌(Azorhizobium caulinodans ORS 571)侵染露白24h的小麦种子,分别在侵染后0、6、12、24、48、72和96h采样,利用实时荧光定量PCR方法检测小麦体内6条与促生作用相关miRNAs(miR156、miR159、miR160、miR167、miR168和miR403)的表达模式,检测其中3条miRNAs(miR159、miR167和miR168)的靶基因表达模式;以接菌8d的小麦样品做切片,利用激光共聚焦显微镜检测小麦叶部田菁茎瘤固氮根瘤菌的分布,并测定小麦的生理指标。结果显示:(1)田菁茎瘤固氮根瘤菌侵染小麦后能够在叶片边缘部位定殖。(2)小麦叶片中与促生作用相关的6条miRNAs出现了不同程度变化,在12~24h到达其峰值,随后逐渐下降,其中miR159在峰值时的表达量为初始表达量的2.88倍。(3)3条miRNAs的靶基因表达模式与相应miRNA表达模式相对应,但并不严格。(4)生理指标测定结果显示,接种田菁茎瘤固氮根瘤菌对小麦叶片产生明显的促生作用,其中叶鲜重在96h的变化与对照差异极显著。研究表明,接种的田菁茎瘤固氮根瘤菌能够到达小麦叶组织,对小麦叶片的生长产生明显的促生作用,其中miRNAs在促生过程中发挥重要作用。     

茎瘤对长喙田菁在铅锌尾矿环境适应中的意义II 茎瘤对长喙田菁固氮和积累重金属的影响

 探讨茎瘤对长喙田菁(Sesbania rostrata)在铅锌矿尾矿、客土和纯土环境中结瘤、固氮和积累重金属的影响。结果表明：保留茎瘤使长喙田菁全株植物氮含量和单株植物氮积累量分别比去除茎瘤处理提高了12.4%～34.0%和43.3%～131.4%,且环境愈恶劣,这种作用愈为显著。同时,保留茎瘤处理显著抑制了长喙田菁根瘤的生长,同样表现出环境愈恶劣,抑制作用愈显著的趋势。因此,在尾矿环境胁迫下,长喙田菁更趋向于选择茎瘤作为固氮途径。由此可见,茎瘤对生长在铅锌尾矿环境中的长喙田菁获得氮素及支持其生长有着特别     

茎瘤对长喙田菁在铅锌尾矿环境适应中的意义II 茎瘤对长喙田菁固氮和积累重金属的影响

探讨茎瘤对长喙田菁(Sesbania rostrata)在铅锌矿尾矿、客土和纯土环境中结瘤、固氮和积累重金属的影响。结果表明：保留茎瘤使长喙田菁全株植物氮含量和单株植物氮积累量分别比去除茎瘤处理提高了12.4%～34.0%和43.3%～131.4%,且环境愈恶劣,这种作用愈为显著。同时,保留茎瘤处理显著抑制了长喙田菁根瘤的生长,同样表现出环境愈恶劣,抑制作用愈显著的趋势。因此,在尾矿环境胁迫下,长喙田菁更趋向于选择茎瘤作为固氮途径。由此可见,茎瘤对生长在铅锌尾矿环境中的长喙田菁获得氮素及支持其生长有着特别     

氮处理对大豆根瘤固氮能力及GmLbs基因表达的影响

共生根瘤的固氮效率受外界氮素的严格调控。除固氮酶活性外,豆血红蛋白(Lb)浓度亦是反应固氮能力的重要指标。为明确氮水平对生物固氮作用的影响,以大豆(Glycine max)为材料,在低氮(0.53 mmol·L–1)条件下接种根瘤菌,30天后再进行高氮(5.3、10、20、30和40 mmol·L–1)处理7天,分析L...     

大豆—根瘤菌共生固氮氢代谢的研究

检测了四株大豆根瘤菌在不同的大豆品种上形成根瘤的放氢、吸氢、固氮活性及豆血红蛋白的含量;同时测定了植株干物质的积累。结果表明,所有固氮根瘤都放氢,自生条件下Hup~-根瘤菌形成的根瘤仍不具吸氢活性,相对固氮率在0.75左右。而Hup~(?)菌株根瘤的相对固氮率在0.91～1之间。寄主植物对Hup~(?)菌株的吸氢活性有影响。相关分析表明,根瘤的豆血红蛋白与吸氢活性呈负相关。干物质积累与固氮酶活性关系最密切,氢酶活性的影响是次要的。     

南山麻黄属的血红蛋白:有关植物血红蛋白的起源

在非豆科植物南山麻黄属(Parasponia)根瘤菌形成的固氮根瘤中提纯血红蛋白(Appleby等,1983),使人们怀疑这样一个假说,即,可能通过同一级别基因传递的单一作用所产生的根瘤豆血红蛋白和豆血红蛋白是一种渗入的杂物而不是植物共生固氮作用的必需物。南山麻黄属血红蛋白和氧可逆结合(Appleby等,1983)意味着:在体内,它象豆科植物共生现象中的豆血红蛋白一样,起着携带氧气的作用。因此,在共生固氮遗传工程方面,存在着血红蛋白的可能必要条件而引出几个问题: (1)南山麻黄属血红蛋白是植物或细菌的产物?什么因子控制它的表达? (2)它和豆科植物根瘤豆血红蛋白的遗传起源是否相同?     

与玉米混作改善花生铁营养对其根瘤形态结构及豆血红蛋白含量的影响

通过土培方法研究了与玉米混作对花生根瘤形态结构及固氮功能的影响。结果表明,玉米与花生混作能够明显地改善花生铁营养、提高根瘤豆血红蛋白的含量。同时,单作花生根瘤细胞液泡化程度较高,正在发育的根瘤细胞内类菌体数量明显地比混作的花生低。成熟根瘤细胞类菌体周膜外空间(细胞壁以内、周膜外的空间)体积变大。说明单作花生固氮酶活性较低的原因是缺铁抑制了豆血红蛋白的合成和改变了根瘤形态结构以及类菌体的超微结构。     

发育过程中田菁根瘤超微结构的变化

有人作过木本的大花田菁根瘤的显微观察。近来对毛里塔尼亚田菁茎瘤形成和结构也有报道。在我国栽种比较广泛的普通田菁(Sesbania canabina)根瘤的超微结构尚缺乏详细资料。β-多羟基丁酸盐(pH B)颗粒在很多细菌、放线菌和蓝绿藻中均有发现,在根瘤菌和固氮拟菌体内也大量存在。关于 pH B 的生理作用,大多数认为与固氮时所需能     

根瘤菌对广金钱草种子萌发及幼苗生长的影响

为探求促进广金钱草萌发及生长的有效途径,该文使用不同浓度的费氏中华根瘤菌、放射型根瘤菌以及田菁茎瘤固氮根瘤菌菌液分别浸染广金钱草种子,以蒸馏水浸泡种子为空白处理,研究其对广金钱草种子萌发指标(发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数)的影响,并在温室培养40、60、80 d后分别测定广金钱草幼苗的生长指标(叶片数、分枝数、株高)及部分生理指标(叶绿素含量、含氮量)的变化。结果表明:(1)在1×10⁷ CFU·mL^-1浓度条件下,三种菌液浸种均获得最大萌发指标,其中田菁茎瘤固氮根瘤菌实验组效果最显著,发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数高于对照组16.00%、9.33%、9.51和41.34%。(2)除田菁茎瘤固氮根瘤菌实验组外,其余实验组的广金钱草幼苗叶片数、分枝数及株高均低于对照组。(3)放射型根瘤菌实验组和田菁茎瘤固氮根瘤菌实验组幼苗叶绿素含量相比对照组分别增加1.47%和7.47%,含氮量分别增加0.57%和5.17%。综上所述,三种根瘤菌菌液浸种均可在不同程度上提高广金钱草种子的发芽能力和植株生长期的叶绿素和含氮量,其中田菁茎瘤固氮根瘤菌具有最大正向影响,可有效提高种子萌发能力并促进植株生长。该研究可为不同地区广金钱草的种植和栽培提供技术指导,为开发田菁茎瘤固氮根瘤菌作为植物促生长菌剂提供理论支持。     

长喙田菁-Azorhizobium caulinodans共生固氮体系在华南地区的生长、结瘤、固氮和种子生产

研究了长喙田菁－Ａｚｏｒｈｉｚｏｂｉｕｍｃａｕｌｉｎｏｄａｎｓ共生固氮体系在华南地区的生长、结瘤、固氮和种子生产．结果表明,长喙田菁－Ａ．ｃａｕｌｉｎｏｄａｎｓ共生固氮体系在华南地区生长正常,并具旺盛的茎根瘤结瘤作用．经６５天的生长,其在湛江地区的单位面积生物量（干物质）和单位面积Ｎ产量分别为２８７５２和６８１ｋｇ·ｈｍ－２,远优于普通田菁的１６５２０和３５２ｋｇ·ｈｍ－２;茎瘤菌Ａ．ｃａｕｌｉｎｏｄａｎｓ品系ＡＲ１１１和ＡＲ５６在华南地区混合接种效果良好,植株茎瘤结瘤率达到１００％,平均单株茎瘤个数为１８２个,单株茎瘤鲜重约为１．２ｇ,茎瘤生物量在茎根瘤总生物量中所占比重为７０％,而其根瘤生物量略高于普通田菁;长喙田菁在华南地区能够正常开花结实,在栽植密度为４×１０４株·ｈｍ－２的条件下,其种子产量达３２００ｋｇ·ｈｍ－２．     

高原鼢鼠和高原鼠兔血液参数和血红蛋白亚型对不同海拔生境的响应

高原鼢鼠和高原鼠兔是青藏高原特有的物种,对高原低氧环境有很强的适应性。本研究测定了不同海拔的高原鼢鼠和高原鼠兔的红细胞数目、血红蛋白浓度、平均红细胞压积、平均红细胞体积等;通过质谱测序明确两种高原动物血红蛋白亚型;采用PAML4.8程序分析两种动物血红蛋白亚基中的正向选择位点;采用同源建模的方法分析正向选择位点对血红蛋白氧亲和力的影响,基于对两种高原动物血液特征的分析,探讨了它们适应低氧的策略。结果表明,随着海拔升高,高原鼢鼠通过增加红细胞数目、减小红细胞体积应答低氧,相反,高原鼠兔通过减少红细胞数目、增大红细胞体积应答低氧;高原鼠兔红细胞中具有α₂β₂成年型血红蛋白和α₂ε₂胎儿型血红蛋白,高原鼢鼠红细胞中只有α₂β₂成年型血红蛋白,但高原鼢鼠血红蛋白氧亲和力和别构效应显著高于高原鼠兔;高原鼢鼠与高原鼠兔的血红蛋白α和β亚基中,正向选择的氨基酸位点数目、位置以及它们的侧链基团极性和取向具有明显不同,这可能是造成两种动物血红蛋白氧亲和力不同的重要原因。总之...     

豆血红蛋白基因lba的克隆及其转化衣藻叶绿体

降低细胞内的氧气含量是提高莱茵衣藻产氢效率的重要手段之一。本研究首次尝试将豆血红蛋白基因lba转入衣藻叶绿体中表达,利用豆血红蛋白具有与氧可逆结合的特性,期望降低转基因衣藻细胞内的氧气含量,达到提高衣藻产氢效率的目的。实验结果证明,lba成功转入到衣藻叶绿体中,且对其生长没有产生显著影响,这为下一步调控Lba在衣藻叶绿体中表达活性和提高衣藻产氢效率奠定了实验基础。     

氧对大豆类菌体固氮活性的影响

自大豆根瘤中制备具固氮活性的类菌体,反应前需经抽气,反应时必须同时考虑系统中的菌液浓度、氧分压、振摇速度等因子。类菌体的固氮对不同氧分压的反应呈钟形曲线,其最适氧分压随反应系统中菌液浓度的增加而递增,说明类菌体的固氮需一严格的较低的氧分压值。从类菌体固氮和呼吸的关系,及外加底物对呼吸和固氮两者的影响,看出与其他自生固氮菌一样,类菌体的固氮亦具呼吸保护作用。这些有助于阐明类菌体需要厌氧制各、加氧反应以及可重复的活性制备物不易得到等问题,也间接证明豆血红蛋白的生理功能正是在于载氧,所以类菌体在固筑过程中既需氧,又怕氧。     

从吸收光谱的变化看H2O2对豆血红蛋白的定位损伤

豆血红蛋白（Ｌｂ）是一种含铁的蛋白质,在大豆（Ｇｌｙｃｉｎｅｍａｘ）的根瘤中含量很。从新鲜根瘤中提取制备的氧合豆血红蛋白（ＬｂＯ２,含二价铁的蛋白质）是Ｌｂ的活性形式。ＬｂＯ２在可见光区５７７ｎｍ和５４０ｎｍ有吸收峰,这两个峰与ＬｂＯ２中血红素（铁卟啉）的结构密切相关;另外,ＬｂＯ２在紫外区２８０ｎｍ处还有一个吸收峰,此峰与珠蛋白（ＬｂＯ２的蛋白质部分）的构象有关．ＬｂＯ２在一定浓度的Ｈ２Ｏ２作用下,可见光的特异吸收变化迅速,而紫外吸收相对稳定,因而推测Ｈ２Ｏ２对ＬｂＯ２的损伤是有着固定的位点,这个位点是在含二价铁的卟啉环上,而不在珠蛋白中．     

血浆中的血红蛋白为何不能载氧

人体的血红蛋白主要存在于红细胞中,其重要的生理功能是携带氧,但血红蛋白一旦由红细胞中释放到血浆中就丧失了载氧能力。血红蛋白这一特性的机制是什么？对人体的生命活动有什么意义？１血红蛋白的结构特点血红蛋白（Ｈｂ）是血红素和珠蛋白的络合物,目前认为至少有６...     

田菁结瘤固氮特性研究

果园套种田菁作夏季绿肥,出苗10～15天即有根瘤出现,主根和各级侧根都可能结瘤,根瘤数量较多,每亩可达30公斤以上。营养生长期根瘤固氮酶活性较高;花果期由于部分根瘤衰败,固氮活性明显降低。土壤干旱降低田菁根瘤的含水量和固氮活性。田菁根瘤在25℃时固氮活性最高,12℃以下或35℃以上固氮活性急剧下降。营养生长期每亩田菁每天干均可固氮76克,若在苗龄100天时翻埋,可固氮7.6公斤,折合硫酸铵36.2公斤。     

茎瘤固氮根瘤菌趋化系统基因的比较基因组学分析及相关蛋白序列分析（英文）

【目的】茎瘤固氮根瘤菌既可以与毛萼田菁共生固氮,又可以自生或作为内生菌在其他植物体内固氮。由于其具有3种生活状态及固氮能力,其感受外界信号的趋化系统应当更为复杂多样。目前对茎瘤固氮根瘤菌的趋化通路研究很少,因此我们将茎瘤固氮根瘤菌的趋化系统与其他已有研究的菌株相比较。【方法】基于NCBI蛋白数据库,利用BLAST程序对菌株ORS571及已公布全基因组序列的α变形菌门的其他菌种进行趋化基因簇的比较分析;基于Pfam蛋白数据库,利用HMMER3程序对甲基化受体蛋白序列进行比较分析。【结果】分析结果表明茎瘤固氮根瘤菌中有1条主要的趋化基因簇,其中所编码的甲基化酶Che R为非五肽依赖型;此外,该菌还具有43个甲基化受体蛋白基因,所编码的受体蛋白保守区段均由38个七肽单位组成。【结论】通过比较基因组学的分析可知茎瘤固氮根瘤菌与其他菌属相比趋化系统具有高度同源性,但同时存在自身的独特性,这一结论能够使我们更好的了解茎瘤固氮根瘤菌利用趋化系统适应环境的过程。