费氏中华根瘤菌共生质粒扩增对结瘤因子组分和共生固氮能力的影响

费氏中华根瘤菌(Sinorhizobium fredii)YC4能在大豆(Glycine max)和野大豆(G．soja)上形成正常固氮的根瘤．人工培养条件下用^14C标记的薄层层析(TLC)法检测根瘤菌产生的结瘤因子(LCOs)的结果表明,与其它4株费氏中华根瘤菌相比,YC4产生的LCOs含有较多的疏水性基团．从YC4菌株中分离到1株共生质粒发生了扩增的自发突变株YSC3,其产生的LCOs中含有较野生型菌株多的1个疏水性组分,28℃培养条件下产生的LCOs量亦较YC4显著增加．结瘤试验结果表明,YSC3菌株只能在大豆和野大豆上形成无效的根瘤．     

豆科植物共生结瘤的分子基础和调控研究进展

豆科植物与根瘤菌共生互作的结果导致了一个新的植物器官――根瘤的形成, 根瘤菌生活在根瘤中, 它们具有将氮气转化为能被植物同化的氨的能力。该文阐述了根瘤的形成过程和类型, 并主要以模式豆科植物蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)和日本百脉根(Lotus japonicus)为例, 对近年来共生结瘤过程中宿主植物对根瘤菌结瘤因子的识别和信号传递、侵入线形成和固氮的分子基础, 以及宿主植物对根瘤形成的自主调控机制、环境中氮素营养对结瘤的影响研究进行了综述, 指出当前豆科植物与根瘤菌共生互作研究存在的问题, 并对今后的研究方向作了分析与展望。     

大豆基因工程根瘤菌田间结瘤和共生固氮效应

利用三亲本接合转移方法,将快生型大豆根病菌B_(52)的基因文库克隆转移到受体菌慢生型大豆根瘤菌2210中,获得4株大豆基因工程根瘤菌(32.43、B—2—6、B—3—8)。田间接种试验表明:在大豆分枝期(V2),43和32结瘤效分别比不接种对照增加117.9％和100.4％;在初花期(R_1),32和B—2—6结瘤数分别比对照增加122.5％和91.6％,根瘤固氮酶活性增加233.3％和195.6％;在结荚始期(R3),B—2—6和32结瘤数比对照增加78.5％和70.1％,根瘤固氟酶活性43和B—2—6分别比对照增加53.4％和49.3％。产量统计表明:32、B—2—6和43比对照分别增产16.8％、14.3％和12.2％,亩增收大豆分别为28.2、24.1和20.6公斤。以上三个菌株均比受体菌株2210增产率高。     

一氧化氮对豆科植物结瘤及固氮的影响机制

豆科植物-根瘤菌共生过程受双方基因复杂且精细的调控, 能够产生特异的根瘤结构并可将大气中的惰性氮气(N₂)转化为可被植物直接利用的氨态氮。结瘤与固氮受多种因素影响, 其中, 一氧化氮(NO)作为一种自由基反应性气体信号分子, 可参与调节植物的许多生长发育过程, 如植物的呼吸、光形态建成、种子萌发、组织和器官发育、衰老以及响应各种生物及非生物胁迫。在豆科植物中, NO不仅影响寄主与菌共生关系的建立, 还参与调控根瘤菌对氮气的固定并提高植株氮素营养利用效率。该文主要从豆科植物及共生菌内NO的产生、降解及其对结瘤、共生固氮的影响和对环境胁迫的响应, 阐述了NO调控豆科植物共生体系中根瘤形成和共生固氮过程的作用机制, 展望了NO信号分子在豆科植物共生固氮体系中的研究前景。     

共生固氮微生物与农作物

固氮蓝细菌与满江红、苏铁共生,还与真菌、苔藓、裸子植物和被子植物某些种属建立共生固氮体系;此固氮蓝细菌是地球上最早的绿色自养原核生物,行光合作用和放氧;还具共生固氮(N2)功能。已从那些固氮微生物中获得固氮基因,若能通过某种分子载体转移到水稻、小麦等粮食作物体内而获得有效表达的话,那将会使那些转基因作物实现氮素营养自给,这将导农业生产一场革命,这是研究所关注的一个重要方面;     

马桑结瘤固氮与光合作用的关系

马桑(Coriaria sinica)植株的结瘤量、根瘤固氮活性和固氮能力均与植株叶面积和光合能力呈显著的直线相关关系,叶面积大、光合能力强的植株结瘤量大,根瘤固氮活性高,固氮能力强。马桑根瘤固氮活性呈白天升高夜间降低的昼夜变化特点,昼夜变幅为10～20μmol C2H2/g.h,光合作用是引起固氮活性昼夜变化的主要因素,同时受土壤温湿度的影响,遮阴或光照不足将引起马桑结瘤固氮能力的大幅度降低。     

放线菌共生固氮的研究

Frankia属是能与非豆科植物共生结瘤固氮的放线菌。目前全球报道有8科24属230多个种的木本双子叶植物与Frankia菌共生结瘤固氮。这类植物统称放线菌结瘤植物。它分布广,适应性强,固氮能力强,是陆地生态系统中的重要供氮系统。70年代,在Bond[10]的倡导下,国际生物学规划IBP从1967至1976年间开展了全球性的双子叶植物结瘤资源调查。当时发现在非豆科木本植物中有8科13个属157个种有结瘤固氮作用,但因未获得内生菌的离体培养,研究进展缓慢,工作停留在资源调查阶段。1978年Callaham[11]从香蕉木中分离出内生菌,离体培养的成功,使共…     

铜对大叶相思-根瘤菌共生固氮体系的影响

报道了两种根瘤菌 (大叶相思、美丽胡枝子 )对Cu2 + 的耐受性以及植物 根瘤菌共生固氮体系在Cu2 + 胁迫下结瘤、固氮和生长的变化 ,讨论了大叶相思在矿山尾矿废弃地作为先锋植物结瘤固氮的可能性 .结果表明 ,大叶相思根瘤菌对Cu2 + 离子的耐受性较强 ,可以耐受Cu2 + <0 80mmol的离子浓度 ,Cu2 +对它的半致死浓度为 0 12 9mmol.在无菌砂培无重金属影响条件下 ,其固氮酶活性为 2 7C2 H4 ·μg·g-1·h-1,当Cu2 + >0 12 5mmol会导致大叶相思固氮酶活性急剧下降 ,其有效半抑制浓度 (EC50 )为0 15 1mmol,Cu2 + 为 0 5 0mmol完色抑制大叶相思固氮酶活性 ,不阻碍结瘤 ,但严重抑制植物生长发育 ,引起植物叶片白化、植株矮化 .在外加N源不接菌和不加N源接菌两种处理组间 ,Cu2 + <0 12 5mmol时 ,以不加N接菌处理对大叶相思生长有利 .大叶相思对Cu2 + 吸收积累根部高于地上组织 .     

新疆地区结瘤固氮的豆科植物调查

世界上有豆科植物748属19700种,据报告在研究过的365属3108种豆科植物中,实际结瘤的豆科植物为2839种。新疆为典型的内陆干旱地区,分布着47属400种豆科植物,是新疆植被中主要类群之一,为干旱区生态体系中有效氮的主要     

生态条件对马占相思结瘤固氮的影响

本文研究了马占相思（Ａｃａｃｉａｍａｎｇｉｕｍ）结瘤固氮和生态条件的关系．结果显示．马占相思根瘤固氮活性的昼夜变化与固氮能源的供给有关,它受光、温影响较大,固氮活性昼夜变化的范围为１—５μｍｏｌＣ２Ｈ４·ｇ－１ｆｒｅｓｈｎｏｄｕｌｅｈ－１。固氮活性的季节性差异也很明显,且与温、湿度的变化关系密切,在温、湿度较好的５月—１０月．固氮活性较高．为３—１０μｍｏｌＣ２Ｈ４·ｇ－１ｆｒｅｓｈｎｏｄｕｌｅｈ－１．冬春的干旱和低温会影响根瘤的生长和存活．造成固氮活性降低甚至失去活性．不同年份和林地的根瘤生物量为１０４—６２５ｋｇ·ｈａ－１,以幼林期根瘤生物量较高．多数样地的根瘤生物量在３００ｈｇ·ｈａ－１以上．随着森林生态系统的发展．根系往土层深处生长以及林下草本和灌木层的增长等原因,根瘤生物量会受影响而有所下降。施肥松土能提高根瘤生物量５７—３４４ｋｇ·ｈａ－１,对增加固氮量有重大意义。     

根瘤菌转录因子RluD基因突变抑制大豆共生结瘤

[目的]研究根瘤菌自身转录因子RluD在大豆共生结瘤中的作用,[方法]利用三亲杂交对根瘤菌RluD突变体进行构建,并利用PCR和qRT-PCR对突变体进行验证。利用大豆结瘤实验,测定RluD突变对根瘤菌结瘤能力的影响。最后,利用转录组对RluD突变所影响的信号通路进行了研究。[结果]根瘤菌转录因子RluD突变能够抑制根瘤的产生,显著降低大豆植株根瘤数和根瘤干重,根瘤数由每株17.0下降到12.0,根瘤干重由每株24.0 mg下降到18.0 mg。表达量分析表明,在大豆共生结瘤过程中RluD所调控的基因能够参与到大豆的免疫信号途径。转录组结果表明,转录因子RluD主要参与根瘤菌ABC转运,鞭毛组装,胞外多糖生物合成,细菌分泌系统,碳代谢等通路。[结论]根瘤菌转录因子RluD能够正调控大豆共生结瘤,其突变情况下能够降低29.4%的根瘤数和25.0%的根瘤干重。     

重金属镉（cd）对花生结瘤和生长发育的影响

试验结果表明：重金属镉对“天府９号”、‘鲁花９号”花生品种的结瘤和植株生长均有影响。镉浓度在１００ＰＰＭ下,花生植株根系发育受到抑制,快生型花生根瘤菌株８５—７虽能侵染,但结瘤数量显著减少。     

结瘤因子的研究进展

结瘤因子是由根瘤菌产生的一类信号分子,它们在结瘤的起始阶段发挥着十分重要的作用。新近的研究结果证明结瘤因子大分子骨架上的不同侧链基团是决定细菌与宿主植物间相互识别的关键因素,根瘤菌细胞中一系列结瘤基因编码能够合成Lipo-chio-oligosaccharides(LCOs)的各种酶类,进而确定结瘤信号分子的特定结构。目前,一系列令人兴奋的实验结果表明：LCOs不仅可促进豆科作物的生物固氮作用,对一些非豆科作物的细胞分裂作用等同样具有刺激作用。对根瘤菌结瘤因子的研究显然有助于进一步了解细菌与植物的相互作用机理,并进而为农业生产为直接利益。本文在综述这方面的研究进展同时,还就瘤菌,豆科作用和结瘤信号分子之间的相互作用机理,以及根际促生细菌,水杨酸和结瘤信号分子之间的可能关系进行了理论分析。     

根瘤菌竞争结瘤的研究进展

根瘤菌竞争结瘤的研究进展樊妙姬,马庆生（广西农业大学生物技术教研室,南宁５３０００５）根瘤菌剂接种豆科作物是一项普遍推广的农业技术。但由于土壤中含有固氮效率差别极大的土著根瘤菌群体,于扰和降低了接种根瘤菌的占瘤率,致使接种根瘤菌剂的增产效果不显著,［...     

双拷贝固氮结瘤基因的大豆根瘤菌R.fredii基因工程菌的耐…

用热处理消除了快生型大豆根瘤菌Ｒ．ｆｒｅｄｉｉＵＳＤＡ１９４的非共生质粒,获得了突变株Ｈｏ４,以Ｈｃ４为受体菌,以Ｅ．ｃｏｌｉＨＢ１０１Ｅｃ８３（ＰＬＡＦＲＩ．ｎｏｄｎｉｆ）为供体菌,Ｅ．ＣｏｌｉＰＲＫ２０１３为助体,进行三亲本杂交,得到双重ｎｏｄｎｉｆ基因拷贝的杂合子Ｈｃ４－８。用它们完成共生固氮结瘤试验,结果表明,在初花期Ｈｃ４的固氮酶活性比出发株ＵＳＤＡ１９搞７５．７％Ｈｃ４－８比ＵＳＤＡ１