柱孢鱼腥藻固氮酶防氧的呼吸保护

柱孢鱼腥藻生长在缺氮情况下,发现其固氮活性增加的同时也减少了对氧的敏感性。缺氮生长细胞的乙炔还原活性给氧抑制一半时的氧分压(pO2)是0．5atm．,而有氮生长细胞的半抑制浓度为0．35atm．。这表明蓝藻有可能通过增加呼吸耗氧而提高了它的固氮酶活性。呼吸作用与固氮酶活性之间存在着密切的关系。无论在有氮、缺氮还是光诱导固氮酶形成的情况下,其固氮活性均随着呼吸速率的变化而变化。本研究结果,支持了柱孢鱼腥藻固氮酶的主要防氧手段是呼吸保护的观点。     

柱孢鱼腥藻固氮酶防氧的呼吸保护

柱孢鱼腥藻生长在缺氮情况下,发现其固氮活性增加的同时也减少了对氧的敏感性。缺氮生长细胞的乙炔还原活性给氧抑制一半时的氧分压(pO_2)是0.5atm.,而有氮生长细胞的半抑制浓度为0.35atm.。这表明蓝藻有可能通过增加呼吸耗氧而提高了它的固氮酶活性。呼吸作用与固氮酶活性之间存在着密切的关系。无论在有氮、缺氮还是光诱导固氮酶形成的情况下,其固氮活性均随着呼吸速率的变化而变化。本研究结果,支持了柱孢鱼腥藻固氮酶的主要防氧手段是呼吸保护的观点。     

哈茨木霉发酵液中肽类物质对豇豆根瘤结构和功能的影响

通过树脂吸附、离子交换、薄层层析、高效液相色谱系统等分离、纯化方法,从哈茨木霉(Trichoderm aharzianum)T2-16菌株发酵液中分离得到一种对豆科作物生长具促进作用的物质,通过质谱等方法鉴定为肽类物质。为探明该活性物质对豆科作物的促生机制,用该活性物质对豇豆种子浸种处理后,进行盆栽实验,通过对盆栽实验中根瘤结构与固氮活性变化的研究,结果显示,该活性物质可增加根瘤侵染组织的面积和根瘤细胞中类菌体的数量,降低根瘤细胞液泡化程度,促进根瘤中公共细胞周膜较多形成,加快类菌体的发育成熟,提高根瘤豆血红蛋白的含量,从而提高根瘤的固氮活性。     

基因工程

891394;苜蓿豆血红蛋白cDNA的分子克隆豆血红蛋白是一种与动物肌红蛋白相似的蛋白,是共生固氮根瘤的蛋白。豆血红蛋白结合氧类菌体进行氧分压的调节,对苜蓿根瘤豆血红蛋白的组分,性质及其mRNA和合成的转译水平调节等进行了研究     

土壤杆菌固氮生理特性研究

对根癌土壤杆菌C58/pGV3850菌株的固氮生理特性研究结果表明,该菌具有自生固氮活性,其固氮活性的最适pH为8.0,温度为30℃.固氮活性在对数生长后期(14h)最高,延缓期和静止期乙炔还原活性较低.该菌株好氧,通过氧呼吸和吸氢酶的作用达到避氧固氮.当通入氧气超过呼吸耗氧时,对固氮活性产生抑制作用.在培养过程中增加NH_4~+浓度,固氮活性会降低,当达到15mmol/L时完全丧失固氮活性,表现NH_4~+阻遏固氮酶蛋白合成.在乙炔还原测定系统中加入NH_4~+并不影响乙炔还原反应,说明没有NH_4~+关闭现象.培养过程中加入MSX(2.5mg/ml)能解除10mmol/L NH_4~+对固氮酶合成的阻遏作用.固定的游离氮不能以NH_4~+形式分泌于胞外.固氮过程中放出大量氢气,培养16小时产氢量达65μmol H_2/mg蛋白.在限碳条件下(0.2%蔗糖)其吸氢酶活力可达520nmol H_2·ml~(-1)·h~(-1).     

蓝藻Anabaena 7120光漂白细胞固氮的研究

蓝藻Anabaena 7120经光漂白后固氮活性明显下降,转入正常光照下又恢复活性。此种经光漂白的蓝藻细胞,其固氮活性对氧敏感度小,受分子氢的促进大些,而忍受CO_2和N_2抑制的浓度相对高些。其固氮活性为弱光和光合抑制剂减弱,而加入外源的碳水化合物则能提高它的固氮活性。当碳水化合物和光合抑制剂一起加入反应系统时,蓝藻光漂白细胞的固氮活性并不能受到促进。     

Frankia sp．Asll和EaI827菌株的固氮研究

由辽东桤木和沙枣的根瘤中分离出两株内生菌(Frankia sp.),分别编号为Asll和EaI827。可在丙酸作碳源的限定培养基中诱导出泡囊,并表现较高固氮活性。不同浓度的NHt和水解酪蛋白对菌体的生长有促进作用,而对固氮活性却表现出明显的抑制作用。当氧分压为5％时,Asll菌株固氮活性较高,而F~1827菌株最适氧分压为1％。Asll菌株的固氮周期为8一11天,Eai827菌株在11一14天表现出较高的固氮活性。     

分子氢在鱼腥蓝藻Anabaena 7120固氮活性受氧损伤中的保护作用

分子氢在一定程度上可以消除氧对蓝藻固氮活性的损伤而起一种保护作用。氧对蓝藻固氮活性的损伤主要在固氮反应初期,且是不可逆的。分子氢的保护作用也在反应初期,分子氢过迟加入,其保护作用就会受到削弱或消失,其最大保护作用是在与氧同时加入之时。分子氢的保护作用和生理条件有一定联系。年老的蓝藻中,分子氢支持的固氮活性对氧敏感小些。温度、CO_2、氮气和一系列抑制剂都只影响固氮活性的高低,并不改变分子氢的有益行为。蓝藻经乙炔预处理导致氢酶受抑时,分子氢对固氮活性受氧损伤时的保护作用即受到削弱或消失。     

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     

马铃薯培养基中的根瘤菌自生固氮活性

以20％马铃薯提取液为主,加88毫克分子阿拉伯糖(或蔗糖、或葡糖酸盐)、2.5或25毫克分子琥珀酸钠以及0.7％琼脂,配成简易的马铃薯培养基。豇豆根瘤菌(Rhizobium sp·)330S、330V和32H1三个菌株,以及大豆根瘤菌(Rhizobium japonicum)C_8和B_(15)二个菌株纯培养在此培养基上,均具有自生固氮活性。 气相氧的浓度在0.75～2％时,根瘤菌的固氮活性最高。氧浓度超过10％时,活性显著被抑制。当根瘤菌的固氮酶活性已表达后,加入10％氧,2小时后活性就降低,44小时后随着气相氧浓度的下降,固氮活性又有所恢复。在加入不同碳源的马铃薯培养基中,根瘤菌固氮活性的水平因不同菌株而有差异。培养基中加入适当浓度的琥珀酸钠,根瘤菌固氮活性显著提高。培养基的pH在6.4～7.0范围内,豇豆根瘤菌的固氮活性较高,pH低于5.4或高于8.0时,都没有活性。预培养17天的豇豆根瘤菌仍有一定的固氮活性,但以5～7天的活性最高。分析马铃薯不同提取部分对根瘤菌生长和固氮活性的影响时,表明水溶部分比脂溶部分的效果好。     

在限定的培养基中马铃薯汁对根瘤菌乙炔还原的影响

在基本培养基中加适量的马铃薯汁,振荡培养根瘤菌330菌株,固氮酶比话性为111．6nmol C2H4／mg蛋白／h。而对照毫无活性。比较了几种细胞密度和气相氧浓度,发现加马铃薯汁能使反应系统内的气相氧浓度,在一 定时间内保持在l％左右。在这种氧浓度范围内,固氮酶活性激增。不加马铃薯汁的对照,因不能保持这种气相氧浓度,故无活性。对马铃薯汁所起的可能作用进行了讨论。     

谷胱甘肽对渗透胁迫下蓝藻固氮的增强效应

外源谷胱甘肽可在一定程度上缓和渗透脱水剂聚乙二醇对蓝藻固氮活性的胁迫。能源供应受抑（添加光合抑制剂和暗处理）、厌氧环境（Ar或N2中）和分子氧下，谷胱甘肽的此种良好效应减弱，而改善能量（正常光照下）和合成固氮酶蛋白所需物质（提高反应系统中CO2浓度，CO2和N2及H2和O2的加合，添加外源蔗糖）的供应时，谷胱甘肽对蓝藻固氮活性受聚乙二醇胁迫的缓和效应明显增强。     

超结瘤大豆根瘤的亚显微结构

电镜观察表明,超结瘤大豆未受侵染的宿主细胞中有一明显增大的细胞核。幼年类菌体为椭圆形,里面有个拟核区,正常类菌体有完善的周膜和ＰＨＢ颗粒,受侵染的寄主细胞中出现类似无效根瘤的异常现象;少数类菌体退化或溶解,还有空周膜及裸露的类菌体,这可能是超结瘤大豆固氮活性较低的原因。     

四碳二羧酸与根瘤菌共生固氮*

根瘤菌-豆科植物共生体系进行的共生固氮是一个需要消耗大量能量的生物学过程,植物提供类菌体将空气中的分子态氮转变为氨必需的光合产物。大量的研究结果证明：苹果酸、琥珀酸和延胡索酸等四碳二羧酸(dCAs)是植物直接供给类菌体以支持共生固氮所需要的碳源及能源(Finan T M,et al．,1983;Roson C W,et al．,1984;Vance C P,et al．,1997)。它们必须通过细胞膜和类菌体周膜(PBM)两道屏障才能进入类菌体细胞。研究还发现了一个运输四碳二羧酸的共同系统-Dct转运系统(Streeter J G,1995)。就四碳二羧酸等有机酸的产生、转移、如基因的结构、功能与表达调控、如基因与根瘤菌共生固氮的遗传改造等方面作一简单介绍。     

钙对蓝藻固氮受氯化钠胁迫的缓解效应及其与生理条件的关系

氯化钠胁迫导致蓝藻固氮活性的下降,可因加人适当浓度的氯化钠而有一定程度的缓解．在光合作用受抑（暗处理或添加光合抑制剂）、厌氧（Ａｒ或Ｎ２中）和有分子氧的情况下,此种缓解作用减弱．光合作用、需氧代谢（通气）和羟化反应（同时供给氢和氧）正常进行以及碳架（添加外源蔗糖或提高ＣＯ２浓度）供应良好时,钙对氯化钠胁迫的缓解效应增大．改善合成固氮酶的物质基础供应（同时供应ＣＯ２和Ｎ２）对此也有一定的正效应．     

呼吸活性的下降可解释水分亏缺对银合欢根瘤固氮酶活性的抑制(英)

在温室条件下研究了水分亏缺对银合欢根瘤的水分关系、固氮酶活性（乙炔还原活性）、呼吸活性以及蔗糖代谢有关酶活性的影响。随着土壤含水量的下降,根瘤水势也相继下降。土壤干旱不但显著地抑制了根瘤乙炔还原的活性,而且对根瘤的呼吸活性、ATP的产生以及催化蔗糖降解的碱性转化酶和蔗糖合成酶的活性也具强烈的抑制作用。然而,根瘤可溶性总糖含量则不受土壤干旱的影响。用呼吸抑制剂DNP处理根瘤后,其固氮酶活性、呼吸活性及ATPI含量都受到极显著的抑制。这都表明,水分胁迫对根瘤呼吸活性及ATP产生的抑制可解释干旱条件下固氮酶活性的下降。     

固氮阴沟肠细菌(Enterobacter cloacae)某些生理特性的研究

从广东省水稻根际分离出的阴沟肠细菌是一种兼性厌氧细菌。它具有较高的固氮能力。在培养过程中产生乳酸和氢、二氧化碳、氨等大量气体,并能排出一些含肽物质。在好气条件下,介质中硝酸盐能诱导形成硝酸还原酶,其活性随硝酸盐浓度增加而升高,硝酸盐浓度过高时抑制其活性。固氮酶活性则相反,随硝酸盐浓度增加而急剧下降,直至全部丧失。在厌氧条件下E.cloacae具有需硝酸的固氮活性。     

超结瘤大豆根瘤的亚显微结构

电镜观察表明,超结瘤大豆未受侵染的宿主细胞中有一明显增大的细胞核。幼年美菌体为椭圆形,里面有个拟核区,正常类菌体有完整的周膜和PHB颗粒。受侵染的寄主细胞中出现类似无效根瘤的异常现象：少数类菌体退化或溶解,还有空周膜及裸露的类菌体,这可能是超结瘤大豆固氮活性较低的原因。     

渗透胁迫下蓝藻固氮的氧稳定性研究

在聚乙二醇（PEG）的影响下．蓝藻固氮活性下降,对氧的不稳定性增大。PEG浓度愈高,固氮活性及其对氧的稳定性愈小。暗处理、光合抑制剂、N2和厌氧环境加剧氧对受渗透胁迫蓝藻固氮酶活的抑制,而CO2、蔗糖、分子氢以及N2和CO2的加合则使之减轻。     

电子供体及受体对棕色固氮菌抗氨阻遏能力的影响*

电子供体连二亚硫酸钠、甲基紫精及电子受体亚甲蓝均能强烈抑制棕色固氮菌表达固氮活性 ,并引起该菌的抗氨阻遏能力减弱。适当提高氧压 ,能提高菌体的固氮活性近1 5 % ,但过高的氧分压反而抑制菌体的固氮活性。此外 ,提高氢分压能降低棕色固氮菌菌体内的还原电位 ,从而达到提高菌体抗氨阻遏能力的效果。