粪产碱菌（Alcaligenes faecalis）对稻根氧化还原特性及水稻多元酚和内根际激素水平的影响

联合固氮粪产碱菌结合于水稻根表时能增强水稻根部还原力和稻根超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）活性。实验室和田间试验证明粪产碱菌能提高水稻幼苗对高、低温不良环境的抗逆性。经浸种处理的水稻幼苗植株内多元酚含量增加了１２．５％。粪产以菌对接种水稻多元酚抽提物有强烈的趋化性,而该抽提物对粪产碱菌的固氮活性有明显的刺激作用。多元酚抽提物经双向纸层析和薄层层析表明接种诱导了至少一个特征组分含量提高。采用粪产减菌野生型Ａ１５０１（ｎｉｆ＋）和固氮缺陷型Ａ１５０６（Ｎｉｆ－）浸种能改变宿主水稻内源激素水平,提高内根际的ＩＡＡ和Ｚ的含量,促进植株及根系的生长发育,使其侧根和根毛数目明显增多。在根际联合体系形成过程中,多元酚或激素可能充当植物与细菌间相互作用的一类特异信号分子。     

稻根联合固氮细菌的研究I．菌种的分离和鉴定

从水稻根内分离到两株固氮能力较强的细菌,A-15和 E-26。经鉴定,A-15的表现性状与粪产碱菌的性状相符,但其DNA中GC含量为62．95—63 93克分子％,略高于文献报道的58．9克分子％。 由于缺乏粪产碱菌的模式株,暂将A—15归属于粪产碱菌(Alcaligenesfaecalis)。E-26的表观性状与阴沟肠杆菌属相符,因此将E一26归属于阴沟肠杆菌(Entcroba-cter cloacae)。据报道,在玉米根际曾分离到固氮的阴沟肠杆菌,却未见到有分离出固氮的粪产碱菌者。     

粪产碱菌对水稻根质子分泌作用及根际微生态的影响

用粪产碱菌浸种或沾根均能增强水稻根的质子分泌能力,促使介质酸化,pH值下降约2.2,浸种的效应更为明显。接种粪产碱菌能刺激水稻在缺铁胁迫条件下的质子分泌作用,提高根际溶液和根内ATP含量,同时增强根际土壤中铁、磷元素的有效性,促进植物根系对磷的吸收利用。     

水稻根际联合固氮细菌的研究

从我国南方水稻根部分离到3株氧化型革兰氏阴性细菌,编号为A1601,A1701和A1702。经15N示踪实验证明,它们均有较高的固氮能力。在无氮培养基中加入少量稻根浸出液进行培养后,可使固氮酶活性明显提高。根据菌株的形态和生理生化等特征鉴定,3株菌均为产孽菌属的细菌,分别为争论产碱菌(Alcaligenes paradoxus A1601),反硝化产碱蔺木糖氧化亚种(Alcaligenes denitrificans subsp.xylosoxydons A1701)和反硝化产碱菌反硝化亚种(Alcaligenes denitridicans subsp.denitrificans A1702)。这是继粪产碱菌(Alcaligenesfaecalis)之后,发现的产碱菌属中另外3株未见报道的固氮细菌。     

盐胁迫下粪产碱菌在水稻根表的定殖和异源固氮基因的表达

异源nif LacZ融合基因在粪产碱菌A15 6 1中的表达活性随盐浓度增加而升高 ,然后逐渐降低 ,nifH LacZ融合基因可以正常表达的盐浓度在 0 .1%～0 .5 %之间 ,盐浓度为 0 .0 5 %时活性最高。A15 6 1在盐浓度为 0 .0 6 %时趋化能力最强 ,随着盐浓度的提高逐渐下降 ,当盐浓度为 3 .0 %时完全丧失趋化能力。一定的盐浓度 (0 .5 % )对固氮粪产碱菌的根表定殖有促进作用 ,该条件下根表定殖的菌体数远大于对照。 3种nif LacZ融合基因在根内的表达部位有显著差异。nifH的表达部位主要分布于根的皮层薄壁组织细胞间隙 ,在条件适宜 (无铵和微量氧 )的部位或某些特殊位置如侧根伸出部位高水平表达。盐胁迫下水稻 耐盐粪产碱菌A15 6 1的联合固氮效率明显高于A15 6 1纯培养物     

铵培养的粪产碱菌（Alcaligenes faecalis）中固氮酶的生物合成

粪产碱菌A—15的氮素同化途径在铵培养下以GDH途径为主,而氮培养下则以GS/GOGAT途径为主,DEAE—纤维素层析,SDS—PAGE及免疫学试验均证明,粪产碱菌在铵浓度高达30mmol/L时仍有固氮酶合成,但没有固氮活性。铵和氮培养两者细菌粗提液在电泳条带上有些差异。铵培养的粪产碱菌合成的固氮酶,在解阻遏后,仍可出现固氮活性。     

粪产碱菌nifH启动子与LacZ的融合基因构建及其表达调控

在ｐＲＫ２９０载体上将粪产碱菌固氮酶基因ｎｉｆＨ的启动子与报告基因ＬａｃＺ相融合,获得表达载体ｐＳＫ６,并转导到粪产碱菌Ａ１５０１菌株中,探讨了铵和氧对该启动子的表达调控．结果表明,粪产碱菌ｎｉｆＨ启动子仍受到铵和氧的调节．当铵浓度大于３ｍｍｏｌ／Ｌ时,其表达水平大幅度下降,但铵浓度高达４０ｍｍｏｌ／Ｌ,仍有很低水平表达．而且,带有巴西固氮螺菌ｎｉｆＨ∶ｌａｃＺ的粪产碱菌接合子在高铵条件下（４０ｍｍｏｌ／Ｌ）也有低水平表达．此外,氧对粪产碱菌的ｎｉｆＨ启动子有抑制作用,这在无铵条件下表现最为明显．     

粪产碱菌（Alcaligenes faecalis）吸收氢和同化CO2的特性

应用同位素氚(T_2)和~13C(~13CO_2),证明了水稻联合固氮菌——粪产碱菌A—15是一种含有吸氢酶的兼性化能自养细菌,具有较强的吸氢能力,吸氨酶活性可达到13.11μmol H_2 ml~(-1) cultureh~(-1);同时,它还可利用H_2为能源同化CO_2营化能自养生活,其RuBPC活性为24.65 nmolCO_2 mg~(-1) protein min~(-1)。无论在自养还是异养条件下,H_2都支持、并促进固氮活性。粪产碱菌培养在N_2条件下比在NH_4~ 条件下能积累更多的多聚-β羟基丁酸(PHB)。     

粪产碱菌nifH启动子与LacZ的融合基因构建及其表达调控

在ｐＲＫ２９０载体上将粪产碱菌固氮酶基因ｎｉｆＨ的启动子与报告基因ＬａｃＺ相融合,获得表达载体ｐＳＫ６,并转导到粪产碱菌Ａ１５０１菌株中,探讨了铵和氧对该启动子的表达调控。结果表明,粪产碱菌ｎｉｆＨ启动子仍受到铵和氧的调节。当铵浓度大于３ｍｍｏｌ／Ｌ时,其表达水平大幅度下降,但铵浓度高达４０ｍｍｏｌ／Ｌ,仍有很低水平表达。而且,带有巴西固氮螺菌ｎｉｆＨ：ｌａｃＺ的粪产碱菌接合子在高铵条件下（４０ｍ     

粪产碱菌(Alcaligenes faecalis)A-15与水稻根的结合作用

近年来,联合共生固氮作用已逐渐为人们所重视,与共生、自生固氮生物不同,这些细菌多聚集在植物根表,在根部的粘胶层中,部分细菌可进入根表层内。粪产碱茵A—15是从水稻根分离到的固氮细菌,     

稻根联合固氮细菌的研究II．粪产碱菌A-15和阴沟肠杆菌E-26的固氮特性

用乙炔还原法、总氮测定法和15N同位素示踪法证实了从水稻根分离的两株固氮菌,粪产碱菌(Alcaligenes faecalis) A-15和阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae) E-26,具有较强的固氮 能力。A一15是徽好氧固氮菌,利用苹果酸、乳酸、琥珀酸等有机酸作为碳源,在无氮的半固体培养基中生长和固氮良好,乙炔还原活性可达500—700毫克分子C2H·／毫升培养物／小时。E一26是兼性厌氧菌,只有在严格厌氧条件下才有较明显而又稳定的固氮能力。在无氮的蔗糖培养基中,乙炔还原活性为200一如0毫克分子ctH·／毫升培养物川、时,当A一15和E一26混合培养时,两菌表现出协同的固氮作用,周氮量剧增,乙炔还原活性可提高至1000一1500毫克分子 C2H4／毫升培养物／小时。     

盐胁迫下烘产碱菌在水稻根表的定殖和异源固氮基因的表达

异源ｎｉｆ－ＬａｎＺ融合基因在粪产碱菌Ａ１５６１中的表达活性随盐浓度增加而升高,然而逐渐降。ｎｉｆＨ－ＬａｅＺ融合基因可以正常表达的盐浓度在０．１％～０．５％之间,盐浓度与０．０５％时活必同Ａ１５６１在盐浓度为０．０６％时趋化能力最强,随着盐浓度的提高逐渐下降,当盐浓度为３．０％时完全人趋化能力。一定的盐浓度（０．５％）对固氮立碱菌的数远大于对照。３种ｎｉｆ－ＬａｃＺ融合基因在根内的表达部位有显著     

粪产碱菌A-15的向化性研究—毛细管法的应用

向化性(Chemotaxis)是细菌趋向或远离化学物质的运动。应用毛细管代替试管研究细菌的向化运动,在1956年国外已开始广泛使用于Eschorichia coli和Pseudomonas sp.等菌的研究。为研究粪产碱菌(Alcaligenes faecalis)A-15与水稻根的联合共生固氮的关系,我们在试验中应用了毛细管法对该菌的向化性进行了探讨。     

肺炎克氏杆菌固氮基因在稻根联合固氮菌粪产碱菌中的转移和表达

pRD1是带有肺炎克氏杆菌(Klebsiella pneumoniae)固氮基因的重组质粒,它可以通过细菌间的接合转移到大肠杆菌(Escherichia coli)、根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)、苜蓿根瘤菌(Rhizobium meliloti)、鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium)、草生欧文氏菌(Erwinea herbicola)、奇异变形菌(Proteus mirabilis)、粘质沙雷氏菌(Serratiamarcescens)、荧光假单孢菌(Pseudomonas fluorescens)和棕色固氮菌(Aztobacter vinelandii)中,所带的固氮基因能在其中的一些菌株中表达。 本文报道pRD1质粒在稻根联合固氮菌粪产碱菌(Alcaligenes faecalis)A-15中转移和表达的情况。     

水稻根表固氮细菌的研究

作者对水稻根表固氮细菌的生态与分布进行了研究。分别从武汉大学、华中农业大学和湖北省农科院土肥所水稻田里采集水稻根系样品。研究了水稻根系固氮活性与作物生育期的关系。检测到水稻在抽穗期根系固氮活性最高,同时在此期间分离到的固氮菌株最多。不同碳源对同一根系的固氮活性也有影响。所分离获得的20株固氮细菌的纯培养经过鉴定分别属于Azospirillum brasilense和Klebsiella pneumoniae两个种。分别以R_(39)和R_(20)为代表株。     

固氮粪产碱菌ntrC-lacZ融合基因的构建及其在水稻根部的表达

将粪产碱菌（Alcaligenesfaecalis）A1501ntrC基因和lacZ基因正向克隆于广泛性转移载体pLA2917上,获得多拷贝ntrC质粒pLAC1和含ntrC－lacZ融合基因的重组质粒pLAC2,采用双亲结合方法,将上述两个重组质粒导入A1501中,获得含ntrC－lacZ融合基因的结合子A15C2和ntrC多拷贝结合子A15C1。采用X－gal原位显色技术、显微切片、扫描电镜观察及ntrC部分缺失突变株研究粪产碱菌ntrC在根部的表达及功能,结果表明粪产碱菌A1501在水稻根部有较强的定殖能力,并能侵进入水稻根内定殖。在水稻主侧根伸长区及根内皮层薄壁细胞及侧根分生区ntrC－lacZ融合基因表达活性明显高于别的部位。高铵条件下多拷贝ntrC结合子根表定殖能力大于野生型,而ntrC突变株则低于野生型。表明ntrC基因参与固氮菌根表结合的过程。     

固氮粪产碱菌ntrC-lacZ融合基因的构建及其在水稻根部的表达

将粪产碱菌（Alcaligenesfaecalis）A1501ntrC基因和lacZ基因正向克隆于广泛性转移载体pLA2917上,获得多拷贝ntrC质粒pLAC1和含ntrC－lacZ融合基因的重组质粒pLAC2,采用双亲结合方法,将上述两个重组质粒导入A1501中,获得含ntrC－lacZ融合基因的结合子A15C2和ntrC多拷贝结合子A15C1。采用X－gal原位显色技术、显微切片、扫描电镜观察及ntrC部分缺失突变株研究粪产碱菌ntrC在根部的表达及功能,结果表明粪产碱菌A1501在水稻根部有较强的定殖能力,并能侵进入水稻根内定殖。在水稻主侧根伸长区及根内皮层薄壁细胞及侧根分生区ntrC－lacZ融合基因表达活性明显高于别的部位。高铵条件下多拷贝ntrC结合子根表定殖能力大于野生型,而ntrC突变株则低于野生型。表明ntrC基因参与固氮菌根表结合的过程。     

粪产碱菌A—15氢酶的初步探讨

1931年Stephenson及其同事从异养菌中发现氢酶以来,国内外科学家们均在好气微生物和厌气微生物的氢酶方面做了大量的工作。鉴于氢酶在固氮过程中可能起节能作用,这与固氮活力有重要关系。本文就微需氧固氮的稻根联合固氮菌粪产碱菌A—15(AlcaligenesfaecalisA—15)氢酶进行了一些研究。     

水稻内生联合固氮细菌的筛选,鉴定及其分布特性

利用乙炔还原法和固定１５Ｎ２ 活性测定法对分离自水稻（ Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｖａ Ｌ．）“越富”种子、根、茎和叶的内生细菌进行了筛选,获得２９ 株具有体外固氮能力的水稻内生联合固氮细菌。鉴定结果表明它们分属于根癌土壤杆菌（ Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｔｕｍｅｆａｃｉｅｎｓ （Ｓｍｉｔｈ ｅｔ Ｔｏｗｎｓｅｎｄ） Ｃｏｎｎ） ,放射土壤杆菌（ Ａ． ｒａｄｉｏｂａｃｔｅｒ （Ｂｅｉｊｅｒｉｎｃｋ ｅｔ ｖａｎ Ｄｅｌｄｅｎ） Ｃｏｎｎ） ;阴沟肠杆菌（ Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒ ｃｌｏａｃａｅ （Ｊｏｒｄａｎ） Ｈｏｒｍａｅｃｈｅ ｅｔ Ｅｄｗａｒｄｓ） ,成团肠杆菌（ Ｅ． ａｇｇｌｏｍｅｒａｎｓ （Ｂｅｉｊｅｒｉｎｃｋ） Ｅｗｉｎｇ ｅｔ Ｆｉｆｅ） ,坂崎肠杆菌（ Ｅ． ｓａｋａｚａｋｉｉ Ｆａｍｅｒ ｅｔ ａｌ．） ;皮氏产碱菌（ Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ ｐｉｅｃｈａｕｄｉｉ Ｋｉｒｅｄｊｉａｎ ｅｔ ａｌ．） ,反硝化产碱菌（ Ａ． ｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｎｓ （Ｌｅｉｆｓｏｎ ｅｔ Ｈｕｇｈ） Ｒｕｇｅｒ ｅｔ Ｔａｎ） ;类产碱假单胞菌（ Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｐｓｅｕｄｏａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ Ｓｔａｎｉｅｒ） ,产碱假单胞菌（ Ｐ． ａｌｃａｌ     

复合菌剂调控连作当归根围土壤养分及对产量的影响

【背景】连作可引起微生物群落结构失调,导致土壤环境恶化、养分循环不畅、当归[Angelica sinensis (Oliv.) Diels]产量降低,通过现代微生物技术改良土壤、消减连作障碍势在必行。【目的】于大田条件下,研究施用复合菌剂对当归根围土壤酶活、速效养分及产量的影响,明确增产机制,改进增产措施。【方法】利用溶磷圈法检测不同菌株溶磷活性、乙炔还原法检测固氮活性、试剂盒法检测过氧化物酶和硝化能力;复合菌剂T1[荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)CBS5、产碱假单胞菌(Pseudomonas alcaligenes) CBS7、嗜冷假单胞菌(Pseudomonas extremaustralis)CBSB、生枝动胶菌(Zoogloea ramigera) CBS4]和T2 (荧光假单胞菌CBS5、产碱假单胞菌CBS7、嗜冷假单胞菌CBSB)及对照CK (无菌马铃薯葡萄糖肉汤培养基)分别处理连作当归,分光光度法测定根围土壤及根中养分循环、转化相关酶活,氮、磷、钾速效养分含量;常规方法测产量;统计软件进行相关数据方差分析和主成分分析。【结果】产碱假单胞菌C...