花生根瘤菌抗药性菌株的选育

花生接种根瘤菌有明显的增产效果,但是在老种植区,由于土壤中存有大量的根瘤菌,人工接菌效果不佳。解决这个问题的关键是选育竞争力与感染力强和固氮效率高的菌株。本文主要报道,用抗药标记法选育优良菌株和鉴定人工接种效果。     

紫云英根瘤菌Hup°菌株吸氢与固氮

紫云英根瘤菌109菌株经NTG诱变后,选出1027,1247,1439,1675 4株菌株,其生长比野生型109菌株快,而其吸氢活性对碳底物不敏感或部分敏感,称为Hup°菌株。菌株1675和1439形成的根瘤其吸氢前的滞后时间缩短,表明内源抑制吸氢的效应缓解。经回接,1675菌株的Hup°性状较1439菌株稳定。由根瘤内分离回收的1675-1和1675-32两菌株,其共生体的吸氢与固氮活性均比菌株109高,其根瘤的耗氧量比109根瘤低,说明1675菌株有利于根瘤累积碳底物。     

紫云英根瘤菌109菌株的氢氧化电子传递链

H_2还原减去O_2氧化的差示光谱显示424,522,552,560,603nm峰,鱼腾酮(反竞争性抑制),DBMIB,HQNO,抗霉素A,氰化钠和叠氮化钠(非竞争性抑制)明显抑制吸氢活性,表明细胞色素c,b和a分别参与氢氧化的电子传递。以Dixon作图来确定抑制剂在电子传递链中结合位点数目,鱼腾酮和DBMIB为单位点结合,HQNO和氰化物为双位点结合,HQNO所引起的部份抑制,可使对氰化钠敏感的结合位点消逝。鱼腾酮与HQNO同时存在时,其叠加或累积抑制效果表明,两种类型的细胞色素b参与氢氧化的电子传递,由H_2到O_2的电子传递于细胞色素b处分叉,对氰化物抑制敏感性也有所不同。     

紫云英根瘤菌109菌株氢酶诱导表达

根瘤菌自生培养物的吸收分子氢系统,不但可以在自养或异养的固体培养基上表达,而且也可以在异养的液相培养基中表达。其表达受碳水化合物、氧和分子氢浓度诸环境因子调节。诱导氢酶须用指数后期的培养物进行;所有试验过的可利用的碳水化合物均可阻抑氢酶表达;而20m mol/L的KNO_3和NH_4Cl对氢酶表达也有阻抑作用。正交组合试验指出紫云英根瘤菌的高吸氢活性是在40％N_2,14％H_2,4％O_2以及4.2％CO_2的气相条件下表达。Ar取代H_2后,无吸氢活性;氢酶表达后,移去H_2,则表达停止。氧浓度稍高阻抑氢酶表达;氯霉素的阻抑表达效应与氧阻抑类似。     

紫云英根瘤菌结瘤因子的初步研究

最近的研究结果表明,豆科植物与根瘤菌的共生识别是一种双向的信号物质交换过程.首先是豆科植物的根或种子分泌类黄酮物质,诱导根瘤菌的结瘤基因(nod genes)产生结瘤因子(nod factors),分泌到胞外,为植物所接受,从而引发植物某些基因表达,细胞分化,细胞壁形成,最终导致根毛变形等一系列变化.已经测定了几种苜蓿根瘤菌(Rhizobium meliloti)和豌豆根瘤菌(R.leguminosarum bv.viciae)结瘤因子的分子结构式,它们均属于寡糖胺类物质,在没有根瘤菌存在的条件下,结瘤因子能独立地促使根毛发生变形,这是检测结瘤因子是否存在的重要手段,即根毛变形试验(Root hairdeformation assay,简称Had试验).高浓度的结瘤因子甚至能诱导植物产生空瘤,其组织结构与典型的根瘤相同.     

紫云英根瘤菌在湖南的应用

湖南省是我国重要的粮食产区之一。可是刚解放时,湖南省的双季稻面积很小,产量也不高。在毛主席革命路线指引下,随着农业生产的不断发展,双季稻面积不断扩大,产量也逐步提高。到目前,双季稻面积已由1949年的250万亩发展到1978年的3010万亩,平均亩产由1949年的280斤增长到1978年的611斤。取     

紫云英根瘤菌菌株107exo基因簇的遗传互补分析

紫云英根瘤菌菌株１０７经Ｔｎ５插入诱变,得到１２株胞外多糖缺陷型变种,以质粒ｐＭＮ２为载体,从其中７株ＥＰＳ－变种内分别构建了７个Ｒ－Ｐｒｉｍｅ质粒（ｅｘｏＲ＇）,大部分变种的ＥＰＳ－表型可被ｅｘｏＲ＇互补,恢复野生型表型（ＥＰＳ＋）。互补表明,１２株ＥＰＳ－变种可分为６个不同的互补群,其中５个在遗传上连锁。ｅｘｏＲ＇酶切分析,除ｅｘｏＲ＇－０２,ｅｘｏＲ＇－０４外,其余５只的外源片段均整合于ＰＭＮ２的两同向重复序列ＩＳ２１之间。     

紫云英根瘤菌菌株107exo基因簇的遗传互补分析

紫云英根瘤菌菌株１０７经Ｔｎ５插入诱变,得到１２株胞外多糖缺陷型变种,以质粒ｐＭＮ２为载体,从其中７株ＥＰＳ＾－变种内分别构建了７个Ｒ－ｐｒｉｍｅ质粒（ｅｘｏＲ）大部分变种的ＥＰＳ＾－表型可被ｅｘｏＰ互补,恢复野生型表型（ＥＰＳ＾＋）。互补表明,１２株ＥＰＳ＾－变种可分为６个不同的互补群,其中５个在遗传上连锁,ｅｘｏＰ酶切分析,除ｅｘｏＲ－０２,ｅｘｏＲ－０４外,其余５只的外源片段均整合于ｐＭＮ２     

紫云英根瘤菌的诱变

根瘤菌的感染性是形成有效共生关系的一个重要性状。获得感染性强,即主要是形成有效根瘤早的菌株,是根瘤菌育种工作的一个重要方面)。我们探索了(60)~Co-γ射线和亚硝基胍(N-甲基-N′-硝基-N-亚硝基胍,简称NTG)     

接种根瘤菌发展紫云英

我区农业生产连续十多年丰收,在肥料方面一条重要的经验,是把绿肥作为一项战略性措施来抓。实践证明,发展绿肥是培肥改土的基本措施,是自力更生的正确道路。过去,我区绿肥以苕子为主体,近几年为适应旱改水的需要,开始示范试种紫云英,取得了较好的成绩。     

紫云英根瘤菌98号菌株的筛选及其增产效果的研究

筛选竞争力强,固氮作用大的紫云英根瘤菌菌株,是提高紫云英产量的有效途径。早在六十年代初期,浙江、湖南等地已经筛选出比较高效的菌株,并较普遍地推广应用到生产中,使紫云英获得了较高的产量,对培肥改土,提高粮棉产量,发挥了积极作用。为了筛选出适应上海地区特点的紫云英高效菌株,自1979年起,我们开始进行了分离筛选工作,并在全县和江西省余江县用98号菌株进行了田间试验     

紫云英根瘤菌107菌株exo基因簇非连锁突变位点的克隆

用鸟枪法从３株紫云英根瘤菌１０７菌株的胞外多糖合成缺陷变种ＮＡ－０５、ＮＡ－０７和ＮＡ－０８中克隆获得含有１０７菌株ｅｘｏ基因及Ｔｎ５的ｅｘｏ：Ｔｎ５片段。以ｐＲＫ４１５为载体构建１０７菌株ＥｃｏＲＩ酶切后ＤＮＡ片段的部分库,用ｅｘｏ：Ｔｎ５做探针原位杂交得到一个阳性克隆。该克隆的外源片段４．２ｋｂ能恢复３个变种的多糖表型及结瘤固氮能力。酶切分析和Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交表明,３株变种中Ｔｎ５插入位点     

紫云英根瘤菌109菌株吸氢特性及碳底物的调节

紫云英根瘤菌109菌株完整细胞的吸氧活性,在空气气相中衰减快,加氢或降低温度,衰减延缓。完整细胞的吸氢反应受体,包括甲基蓝、氧、铁氰化钾、TTC、甲基紫精、Cyt C_3、硝酸钾、DCPIP和反丁烯二酸盐的表现不相同。当氧为受体时,气相氧浓度为5％,吸氢值最大,甲基蓝为受体时,吸氢活性高。另外,氧为受体的吸氢受到碳水化合物抑制,并与基础吸氧速率相关。紫云英根瘤菌的氢氧化与碳水化合物氧化竞争电子传递途径。     

紫云英根瘤菌107菌株exo基因簇非连锁突变位点的克隆

用鸟枪法从3株紫云英根瘤菌107菌株的胞外多糖合成缺陷变种（Exo-）NA－05、NA－07和NA－08中克隆获得含有107菌株exo基因及Tn5的exo::Tn5片段。以pRK415为载体构建107菌株EcoRI酶切后DNA片段的部分基因库,用exo::Tn5做探针原位杂交得到一个阳性克隆。该克隆的外源片段4．2kb能恢复3个变种的多糖表型及结瘤固氮能力。酶切分析和Southern杂交表明,3株变种中Tn5插入位点相近。     

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。     

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。     

紫云英根瘤菌结瘤能力的研究

在科研和生产实践中发现,根瘤菌会自发丧失结瘤能力,经吖啶橙处理和热处理后,其结瘤性能更易丧失。本文报道紫云英根瘤菌结瘤性能自发的和经吖啶橙与热处理诱导的变异。