泛析提高共生固氮效率

泛析提高共生固氮效率徐秀华（辽宁省农业管理干部学院,沈阳１１０１６１）当前人们对共生固氮效率与豆科植物种类、根瘤菌品系、固氮环境的关系已具有深刻的认识。值得探讨的是如何深入地发掘共生固氮潜力,提高共生固氮效率,为创造真正的＂绿色食品＂开拓门路。一共生...     

弗兰克氏菌在构建新的共生固氮物种研究中的优越性

弗兰克氏菌在构建新的共生固氮物种研究中的优越性解放军石家庄医学高等专科学院０５００８１曲东明范浩南四川师范大学细胞研究室６１００６８韩善华弗兰克氏菌（Ｆｒａｎｋｉａ）能与多种木本被子植物建立共生固氮关系,它形成的根瘤具有较强的固氮能力,有些超过大豆根...     

水稻对耐氨固氮工程菌株的响应

耐氨固氮工程菌（下称工程菌）催娩克氏杆菌（Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ）ＮＧ１３９０和阴沟肠杆菌（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｃｌｏａｃａｅ）Ｅ２６１３的基因组带有组成型ｎｉｆＡ,其固氮酶的生成不受氨的阻遏,因此在有氨条件下具有固氮能力。接种固氮菌分别在两个水稻品系,即籼稻品种Ｃ５４４４和粳稻品种秀水－０４进行试验。水稻种植在灭菌土壤的塑料桶,生长至扬花后期取样分析表明,接种固氮菌能促进水稻的生长和植株含氮量的增加。接种工程菌ＮＧ１３９０的植株其生物量、总氮和固氮率（Ｎｄｆａ％）超过接种野生型ＮＧ１３的水稻。Ｅ２６１３接种Ｃ５４４４也获得类似的结果。应用１５Ｎ同位素稀释法证明了固氮菌接种水稻形成的联合固氮体系,存在细菌的固氮作用,而植株中氮素成分的增加可能来自细菌固定的氮。     

共生固氮放线菌研究的进展

生物固氮是当前生物科学研究的重要内容,弗兰克氏放线菌(Frankia)与其它固氮生物相比,具有独特的优点:它具有广泛的寄主范围和与根瘤菌相似的固氮能力.并且能形成防止固氮酶受氧损伤的专门结构——顶囊(vesicle).因此,对该类放线菌的研究受到了普遍的重视,被认为是发展新的共生体系的希望.本文就近年来国内外学者在弗兰克氏菌的形态学、生理学和遗传学等方面的研究成果作一概述.     

沙棘共生固氮根瘤及其内生弗兰克氏菌

用透射电镜研究了中国沙棘（Ｈｉｐｐｏｐｈａｅ ｒｈａｍｎｏｙｄｅｓ Ｌ．）根瘤的超微结构。它的侵梁细胞位于皮层中部,非侵染细胞与之间排列,富含多酚和淀粉粒。在根瘤的发育过程中,具有以下特征：（１）早期侵染细胞中具有核仁联合体;（２）由内生菌丝趋核生长而形成的核膜内陷处,有许多核孔出现;（３）在中期侵染细胞的内生菌丝和泡囊的荚膜附近,有成束的微管存在;（４）在４、５月瘤样的维管束细胞、非侵染细胞及早     

固氮植物的菌根研究

综述了固氮植物菌根研究的概况,并对固氮植物形成菌根的普遍性,固氮植物联合共生的增效作用及逆境条件下菌根技术在固氮植物上的应用前景进行了总结和评述,初步探讨了联合共生体中菌根菌促进固氮植物结瘤固氮的机理。     

耐氨固氮型催娩克氏菌的某些生理特性

耐氨固氮型催娩克氏菌（KlebsiellaoxytocaNG13／pMC73A）的生长特性与其野生型亲本菌株相似。在好气和微好气环境中均能生长,对生长所需的碳源、氮源和无机盐类要求不严格。最适pH值为6—9,其生长温度范围较宽,10℃开始生长,最适生长温度30－35℃,45℃才受到抑制。具有比野生型菌株强的固氮能力,在含有10mM硫酸铵的培养基中能正常固氮,乙炔还原活性可达636．5nmolC2H4／ml·h,而野生型菌株在相同培养基中无固氮能力。     

豆科植物与根瘤菌共生固氮的宿主专一性

根瘤菌和豆科植物的共生固氮作用是当前最重要的植物与微生物相互作用的模式之一.本文将综述:1.根瘤菌在感染植物前发生的变化;2.根瘤形成早期的生理和发育过程;3.根瘤菌的结瘤基因的结构和功能;4.植物产生的黄酮类化合物的结构及     

甘蔗固氮内生菌——重氮营养醋杆菌的研究进展

在巴西,许多地区甘蔗的栽培已有几十甚至几百年的历史,尽管氮素供应明显不足,但甘蔗的产量和土壤中的氮素储备并没有随时间的推移而下降。认为甘蔗可能得益于生物联合固氮。通过氮平衡和１５Ｎ技术已证明生物的联合固氮作用对牧草和甘蔗等农作物的生长有重要的农学意义。认为甘蔗所吸收的氮素中有８０％可能来自生物固氮作用,只有少数来自施放到土壤中的化合态氮［１］。迄今已从甘蔗根际中分离到１１个属的固氮细菌,但是这些存在于甘蔗根际固氮菌的数量都不足以解释发生于甘蔗中的高效固氮作用．对甘蔗与固氮菌的联合共生固氮作用的深…     

Control of the expression of bacterial genes involved in symbiotic nitrogen fixation

Several genera of N₂-fixing bacteria establish symbiotic associations with plants. Among these, the genus Rhizobium has the most significant contribution, in terms of yield, in many important crop plants. The establishment of the Rhizobium-legume symbiosis is a very complex process involving many genes which need to be co-ordinately regulated. In the first instance, plant signal molecules, known to be flavonoids, trigger the expression of host-specific genes in the bacterial partner through the action of the regulatory NodD protein. In response to these signals, Rhizobium bacteria synthesize lipo-oligosaccharide molecules which in turn cause cell differentiation and nodule development. Once the nodule has formed, Rhizobium cells differentiate into bacteroids and another set of genes is activated. These genes, designated nif and fix, are responsible for N₂ fixation. In this system, several regulatory proteins are involved in a complex manner, the most important being NifA and a two component (FixK and FixL) regulatory system. Our knowledge about the establishment of these symbioses has advanced recently, although there are many questions yet to be solved.     

植物内生固氮菌及其固氮机理研究进展

氮素是植物生长必不可少的元素,植物内生固氮菌不仅能够在植物体内产生氮素以供植物利用,而且在自然界氮素循环过程中发挥积极作用,对农业可持续发展具有重要意义。近年来,植物内生固氮菌逐渐成为研究热点。由植物内生固氮菌的发现、作物共生、侵入途径、固氮机理、促生作用机制等方面系统地综述了植物内生固氮菌的研究进展,探讨了植物内生固氮菌新的研究思路以及一些尚未解决的问题,以期为植物内生固氮菌及生物固氮研究提供参考。     

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。     

非共生固氮菌及其固氮作用

生物固氮作用是生态系统中重要的氮素来源,参与固氮作用的微生物对植物的生长发育至关重要。与共生固氮微生物相比,非共生固氮微生物地域分布更广泛、种类更多,对全球生态系统中氮素循环有着重要意义。本文总结了非共生固氮菌的分类及系统发育,非共生固氮菌的群落构建过程和机制;归纳了不同生态系统(如草原、森林、海洋、农田等)、植物不同部位(如林冠、叶际、根际、根内、凋落物等)和土壤中非共生固氮菌的群落组成及固氮潜力的差异,以及影响非共生固氮菌群落组成和固氮潜力的主要因素(如气候因素、土壤理化性质、人为措施等);并整理了常用的研究非共生固氮菌及其固氮潜力的检测方法。     

联合固氮菌的合成生物学研究进展

氮素是作物生长过程中最重要的元素,氮素缺乏将会严重影响作物生长。随着人类对粮食的需求量增加,化学氮肥的施用量越来越多。生物固氮在全球氮素循环中有着重要的作用,60%的氮来源于生物固氮。因此,生物固氮,尤其是能够在作物中定殖的联合固氮菌,最有可能代替氮肥成为粮食作物的主要氮源。长期以来,如何提高生物固氮效率以及在作物中实现生物固氮是生物学家的重要研究方向。合成生物学的出现和发展为能够生物固氮的研究带了新的机遇,有望缓解粮食作物对化学氮肥的大量需求。本文概述了固氮菌的种类、联合固氮菌中固氮基因岛的组成以及转录调控机理,阐述了合成生物学在生物固氮领域中的研究现状,对未来的联合固氮菌合成生物学的发展方向作出了展望。     

Nitrogen fixation in termites: Fate of newly fixed nitrogen

Nitrogen (¹⁵N) fixed by gut symbionts of the termite Nasutitermes corniger is assimilated and incorporated into termite tissues. Metabolic differences between soldier and worker castes are reflected in assimilation patterns: a greater proportion of the newly fixed nitrogen was in the bodies of workers but in the heads of soldiers. Newly fixed nitrogen is also transferred between workers and soldiers by trophallaxis. These studies confirm the 3:1 ratio assumed as the affinity of nitrogenase for acetylene relative to nitrogen in the acetylene-reduction method.     

昆虫共生细菌研究进展

昆虫体内定殖着大量微生物,经过漫长协同进化,昆虫与这些微生物构建了共生体系,这些昆虫共生微生物参与整个生态过程,对于生态系统中物质转化与交换、能量流动与利用、信息传递与调控等均发挥着重要作用。昆虫共生细菌具有丰富的物种多样性;昆虫与其共生细菌之间通过化学机制、生理机制、生态学机制和遗传学机制构建复杂的共生体系;昆虫为细菌提供稳定的生境并共享特定的代谢途径,共生细菌则协助宿主营养代谢,提供食物中缺乏的养分,促进昆虫生长和繁殖;通过分泌抗菌肽、毒素等,细菌能增强昆虫对寄生物的防御能力和抗病性,并通过调节昆虫对非生物因子的抗逆性和耐药性,扩大昆虫的生态位。昆虫共生细菌在农林牧渔业可持续安全生产与医药研发等领域具有应用潜力和广阔的发展前景。     

Nitrogen fixation by photosynthetic bacteria

In 1949, Howard Gest and Martin Kamen published two brief papers in Science that changed our perceptions about the metabolic capabilities of photosynthetic bacteria. Their discovery of photoproduction of hydrogen and the ability of Rhodospirillum rubrum to fix nitrogen led to a greater understanding of both processes. This revised version was published online in June 2006 with corrections to the Cover Date.     

Isolation of an Asm− mutant of Rhizobium japonicum defective in symbiotic N2-fixation

Abstract A mutant strain of Rhizobium japonicum (CJ9) unable to assimilate ammonium (Asm⁻) was isolated following mutagenesis with N -methyl N -nitro-nitrosoguanidine (NTG). Glutamate synthase activity was not detectable in cell-free extracts of the mutant strain in contrast to the wild type and revertant strains. Although mutant CJ9 induced nitrogenase activity in an 'in vitro' assay system under microaerobic conditions, it failed to fix nitrogen (acetylene reduction) in soybean root nodules. These properties of mutant CJ9 constitute a new Asm⁻ mutant class in Rhizobium spp.