关于根瘤菌类菌体有无细胞壁的探讨

根瘤菌与豆科植物共生产生固氮的特殊结构——根瘤,固氮的根瘤中既含根瘤菌又含类菌体。在共生的条件下,根瘤菌诱导根瘤的发育,自我繁殖,合成固氮酶并转化为类菌体。以前认为只有类菌体才能固氮,后经Child和     

根瘤菌NOD因子的感知与信号传导

根瘤菌是一类引起豆科植物结瘤固氮的土壤细菌。根瘤中的类菌体固定空气中的氮气为宿主植物提供充足的氮源。共生体系的建立始于细菌与宿主植物间复杂的信号交换过程。植物产生类黄酮诱导相应的根瘤菌合成分泌结瘤因子 ,后者进而诱导宿主植物根系形态变化以及早期根瘤素基因表达。以下将就宿主植物结瘤因子的特异识别和早期信号传导进行讨论。     

大豆豆血红蛋白基因的时空特异性表达

豆血红蛋白(Lb)是根瘤菌与豆科植物有效共生的根瘤中的一种组织特异性蛋白。与动物血红蛋白性质相似,Lb调节根瘤中游离O_2的浓度以保护类菌体产生的、易受O_2破坏的固氮酶。豆血红蛋白由植物基因编码。已发现大豆根瘤中有八个Lb组分,四个次要组分是四个主要组分的修饰产物。     

豆科植物-根瘤菌共生固氮的免疫调控机制

在长期进化中,根瘤菌与豆科植物形成一种独特的互惠共生关系——共生固氮。根瘤菌-豆科植物共生互作与病原细菌激发植物病原反应极为相似,然而根瘤菌的入侵和定殖并没有激发宿主豆科植物过度的防御反应,植物也进化出特殊的共生信号转导和根瘤发育途径来"邀请"根瘤菌的入侵和定殖。此外,植物防御反应也很大程度上调控根瘤菌与豆科植物共生的宿主特异性。越来越多的研究表明,植物防御反应在调控根瘤菌匹配识别、入侵、定殖以及类菌体发育等方面起关键调控作用。从植物免疫反应角度综述了根瘤菌与豆科植物共生互作的最新进展,通过与病原菌-植物互作的病原反应对比,论述了根瘤中植物感知微生物相关分子模式(MAMP,Microbe-Associated Molecular Patterns)和效应蛋白引起的免疫反应的调控机制。     

固氮细菌能抑制某些共生基因吗?

根瘤细菌与豆科植物在一起共生可将空气中的氮固定。在了解这个过程中尽管取得了很大进展,但对它的很多作用仍然不清楚。John Innes 研究所(诺维奇,英国)的 British 研究小组提出了一种可能有关的系统的新概念。他们认为他们已经发现了一种调节基因。当菜豆根瘤菌(Rhizobium phaseoli)在豆科植物的根瘤中以改变了的类菌体形式存在时,这种基因抑制外多糖在该菌中形成,在根瘤中该基因使氮固定。当菜豆根瘤菌在根的外部处于自     

紫云英根瘤菌胞外多糖缺失变种及其结瘤性状的变化

根据紫云英根瘤菌在寄主豆科植物紫云英上的结瘤能力,经转座子Tn5诱变获得的18株Exo~-变种可分为4种结瘤类群(A-D):A类变种诱导植物产生小的瘤状突起,不具固氮能力;B类变种形成无效根瘤;C类变种产生固氮效率降低的根瘤;D类变种丧失了结瘤能力。电镜分析显示:无效瘤和瘤状突起中不存在类菌体区,根瘤细胞均为不含细菌的空细胞,侵染线不能穿透到根瘤细胞中。说明紫云英根瘤菌胞外多糖很可能参与有效根瘤的形成。     

灰金合欢根瘤类菌体繁殖及其宿主细胞的超微结构

根瘤细胞早期发育阶段,以宿主细胞器和根瘤菌转化类菌体的数量增多为特征。随后类菌体增殖到填满宿主细胞内的大部分区域。各个类菌体周膜内含有1至几个类菌体。晚期共生发育阶段,类菌体细胞结构和宿主细胞器数量发生了变化。文中还讨论了根瘤的共生固氮作用。     

银合欢根瘤细胞的光学显微镜和电子显微镜研究

银合欢接种根瘤菌形成根瘤后,应用光镜和电镜技术观察。银合欢根瘤由分生组织细胞、皮层组织细胞、维管束系统和侵染细胞区域四个不同部分组成。根瘤菌借助于侵染线侵染细胞,释放进入宿主细胞质中,转变成固氮类菌体。最初每个包被膜内只含单独的类菌体,随后较老的侵染细胞中,每个包被膜内含有一个以上的类菌体。因此,成熟根瘤的侵染细胞可见有2~5个类菌体群集包被膜里,并且明显地累积PHB物质,显示电子染色透明颗粒。本文还讨论了上述变化的意义与银合欢根瘤细胞结构和功能的关系。     

广谱型花生根瘤菌97—1菌株在花生和大豆根瘤中的分化和繁殖能力

比较了广谱型花生根瘤菌97—1菌株在花生和大豆根瘤中的形态分化和类菌体的繁殖能力。结果表明,97—1菌株在花生根瘤中分化为典型的球状类菌体,未观察到它们的繁殖,根瘤小杆菌的繁殖率也很低,并表现出随瘤龄增加而加大的趋势,渗透压保护条件对幼龄根瘤小杆菌的繁殖有一定影响。但在大豆根瘤中却分化为典型的杆状粪菌体,其繁殖能力随瘤龄加大而增加,并且不需要渗透压保护条件。本研究结果直接证明,宿主植物影响根瘤菌在根瘤中的形态分化和繁殖特性。     

The Legume SHR-SCR Module Predetermines Nodule Founder Cell Identity

豆科植物-根瘤菌共生固氮是可持续性农业氮肥的最重要来源。根瘤作为豆科植物共生固氮的一种特化植物侧生器官, 提供了根瘤菌生物固氮必需的微环境, 是根瘤菌的安身之本, 因此, 根瘤的正常发育是实现豆科植物-根瘤菌共生固氮的结构基础。根瘤器官的从头发生主要起始于根瘤菌诱导的根皮层细胞分裂。通常认为豆科植物的根皮层具备有别于非豆科植物根皮层的某种特异属性, 从而响应根瘤菌并与之建立固氮共生, 但长期以来该属性决定的分子机制一直不明确。近日, 中国科学院分子植物科学卓越创新中心王二涛团队以蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)等豆科植物和拟南芥(Arabidopsis thaliana)等非豆科植物为研究对象, 发现豆科植物中保守的SHR-SCR干细胞模块决定了其皮层细胞分裂潜能从而赋予根瘤器官发生的命运。该研究揭示了豆科植物根瘤发育的全新机制, 提供了研究和理解植物-根瘤菌固氮共生进化的重要线索, 对提高豆科作物固氮效率和非豆科作物固氮工程具有重要意义。     

豆科植物SHR-SCR模块——根瘤“奠基细胞”的命运推手

豆科植物-根瘤菌共生固氮是可持续性农业氮肥的最重要来源。根瘤作为豆科植物共生固氮的一种特化植物侧生器官, 提供了根瘤菌生物固氮必需的微环境, 是根瘤菌的安身之本, 因此, 根瘤的正常发育是实现豆科植物-根瘤菌共生固氮的结构基础。根瘤器官的从头发生主要起始于根瘤菌诱导的根皮层细胞分裂。通常认为豆科植物的根皮层具备有别于非豆科植物根皮层的某种特异属性, 从而响应根瘤菌并与之建立固氮共生, 但长期以来该属性决定的分子机制一直不明确。近日, 中国科学院分子植物科学卓越创新中心王二涛团队以蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)等豆科植物和拟南芥(Arabidopsis thaliana)等非豆科植物为研究对象, 发现豆科植物中保守的SHR-SCR干细胞模块决定了其皮层细胞分裂潜能从而赋予根瘤器官发生的命运。该研究揭示了豆科植物根瘤发育的全新机制, 提供了研究和理解植物-根瘤菌固氮共生进化的重要线索, 对提高豆科作物固氮效率和非豆科作物固氮工程具有重要意义。     

基于非培养和培养的方法比较花生根瘤菌遗传多样性

摘要:【目的】比较非培养和培养方法揭示的花生根瘤菌遗传多样性差异,以期建立慢生根瘤菌快速检测占瘤率技术。【方法】采用经典分离培养技术获得花生根瘤菌和非培养方法直接从根瘤中收获类菌体分别提取DNA后,比较分析BOX-PCR指纹图谱,根据多样性指数评价基于非培养和培养方法的BOX-PCR指纹图谱技术揭示花生根瘤菌遗传多样性的差异。【结果】基于非培养方法检测的花生根瘤类菌体为81.8%,获得85种遗传群;基于培养方法分离花生根瘤菌菌株为72.7%,获得71种遗传群;两种方法共同检测到17种 BOX-PCR遗传图谱相一致。根据多样性指数基于非培养方法反映不同地区花生根瘤菌遗传多样性结果较一致,基于培养方法反映各地区的花生根瘤菌遗传多样性结果存在明显差异。【结论】基于非培养方法检测根瘤类菌体的遗传多样性,能够更快速、真实反映不同土壤花生根瘤中的优势遗传群,快速地统计根瘤菌菌株占瘤率;与培养方法相结合有利于获得花生根瘤菌竞争结瘤能力强的土著菌株,从而为筛选高效根瘤菌菌株奠定基础。     

能上树的小鱼

我们都知道,豆科植物的种子在土壤中萌发后,土壤中与该种豆科植物相适应的根瘤菌就在幼苗的根系附近大量繁殖,并且侵入到根内,形成根瘤,豆科植物与根瘤菌之间有一种共生关系,根瘤菌可以将空气中的氮转变为含氮的养料,供豆科植物利用。     

用ESR方法研究大豆根瘤细胞和类菌体对环境的敏感性

用ＥＳＲ波谱方法研究了完整大豆根瘤里的根瘤细胞及根瘤细胞中的类菌体对环境的敏感性,分别比较了三种不同类型（快生,慢生,超慢生）的根瘤菌侵染所结的根瘤,测量了不同的发育时期和不同氧化时间ＥＳＲ波谱的变化,观察到根瘤细胞及根瘤内类菌体的豆血红蛋白和钼铁蛋白的ＥＳＲ波谱由氧化而产生的改变,表明了大豆根瘤细胞和根瘤内类苗体所处的状态以及对环境敏感性的不同。     

建立新的根瘤菌—非豆科植物共生体系的研究

建立新的根瘤菌──非豆科植物共生体系的研究四川师范大学细胞生物学研究室成都６１００６６曲东明,韩善华在自然界中,根瘤菌一般只能与豆科植物形成极其精细复杂而又高度专一化的共生结构——根瘤。根瘤是根瘤菌与寄主植物之间对抗和协调的统一,是根瘤菌侵染寄主植物...     

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。     

黄酮类物质在豆科植物结瘤固氮中的作用

介绍黄酮类物质对根瘤菌的趋化、结瘤基因的诱导、根瘤菌的生长、根瘤的发育和固氮的作用,以及黄酮类物质在豆科植物中的分布和分泌。     

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。     

长年干旱环境对新疆豆科植物根瘤形态结构的影响

对生长在新疆干旱地区的豆科植物苦豆子(Sopara alopecuroides)、新疆黄芪(Astragalus sp.)和新疆野豌豆(Vicia costata)根瘤的形态和结构进行了光学显微镜和电子显微镜观察。根瘤的形态结构受到当地长期干旱环境的影响,根瘤皮层明显地比非干旱区豆科植物根瘤皮层厚。相对厚的皮层为根瘤中心区内的类菌体提供了一个适应范围较大的气体扩散屏障。而在根瘤的中心区,3种豆科植物超微结构差异较大,未发现一种普遍的能与周围干旱生态环境直接相关的根瘤中心区结构特征,表明根瘤皮层结构的改变足以抵御外界干旱的条件。     

桂西北喀斯特常见豆科植物根瘤菌的遗传多样性

调查了桂西北喀斯特24种常见豆科植物的结瘤情况及特征,并从15种宿主植物上获得39份根瘤样品,提取根瘤基因组DNA,扩增16S rDNA和nifH基因,构建系统发育树,对根瘤菌遗传多样性进行了研究.结果表明: 有15种豆科植物是结瘤的,其中14种为蝶形花亚科,1种为含羞草亚科,而云实亚科未发现结瘤.一些本应结瘤的植物未发现根瘤,可能与喀斯特土壤的保水性差有关.BLAST和系统发育分析结果均显示,来源于多种豆科植物的根瘤菌均归属于慢生根瘤菌属,仅有2个亮叶崖豆藤样品的根瘤菌归属于中慢生根瘤菌属.在系统发育树上,来源于同一地点或同一宿主植物的根瘤序列均表现出一定的聚集性,说明共生根瘤菌的种类可能受宿主植物及所处生态环境的共同影响.