茎瘤对长喙田菁在铅锌尾矿环境适应中的意义II 茎瘤对长喙田菁固氮和积累重金属的影响

 探讨茎瘤对长喙田菁(Sesbania rostrata)在铅锌矿尾矿、客土和纯土环境中结瘤、固氮和积累重金属的影响。结果表明：保留茎瘤使长喙田菁全株植物氮含量和单株植物氮积累量分别比去除茎瘤处理提高了12.4%～34.0%和43.3%～131.4%,且环境愈恶劣,这种作用愈为显著。同时,保留茎瘤处理显著抑制了长喙田菁根瘤的生长,同样表现出环境愈恶劣,抑制作用愈显著的趋势。因此,在尾矿环境胁迫下,长喙田菁更趋向于选择茎瘤作为固氮途径。由此可见,茎瘤对生长在铅锌尾矿环境中的长喙田菁获得氮素及支持其生长有着特别     

茎瘤对长喙田菁在铅锌尾矿环境适应中的意义I. 茎瘤对长喙田菁生长发育的影响

 通过设置保留茎瘤和去除茎瘤处理,研究长喙田菁(Sesbania rostrata)在铅锌尾矿、客土和纯土环境中的生长发育情况。结果表明:保留茎瘤使长喙田菁的株高、地上部生物量、地下部生物量、全株生物量和叶绿素含量分别比去除茎瘤处理提高了2.4%～4.8%、27.4%～67.9%、28.5%～99.3%、27.6%～72.3%和17.0%～23.4%,这种作用在纯尾矿处理组最为显著,客土处理组次之,即环境愈恶劣,茎瘤这种作用愈显著,证明了茎瘤对长喙田菁适应铅锌尾矿环境有积极的贡献。     

茎瘤对长喙田菁在铅锌尾矿环境适应中的意义Ⅰ.茎瘤对长喙田菁生长发育的影响

通过设置保留茎瘤和去除茎瘤处理 ,研究长喙田菁 (Sesbaniarostrata)在铅锌尾矿、客土和纯土环境中的生长发育情况。结果表明 :保留茎瘤使长喙田菁的株高、地上部生物量、地下部生物量、全株生物量和叶绿素含量分别比去除茎瘤处理提高了 2 4 %～ 4 8%、2 7 4 %～ 6 7 9%、2 8 5 %～ 99 3%、2 7 6 %～ 72 3%和 17 0 %～ 2 3 4 %,这种作用在纯尾矿处理组最为显著 ,客土处理组次之 ,即环境愈恶劣 ,茎瘤这种作用愈显著 ,证明了茎瘤对长喙田菁适应铅锌尾矿环境有积极的贡献。     

营养杯对长喙田菁在铅锌尾矿上的生长、固氮和重金属积累的影响

设置移栽时营养杯的有无及其大小作试验,研究长喙田菁在乐昌铅锌矿强酸化尾矿上的生长、固氮和积累重金属情况。结果表明,强酸性(pH<3)是限制植物定植的主要因素,在pH=5-7情况下,长喙田菁能在该尾矿库中定植、生长和固氮,表现出良好的适应性。未带营养杯移栽的长喙田菁在尾矿上生长84d,其株高117cm、茎基部直径1.35cm、单株生物量(干物质)20.2g、单位面积生物量(干物质)2828kghm-2、氮素积累量40kghm-2;带营养杯移栽的上述各指标分别达到140-144cm、1.59-1.68cm、36.6-38.8g、5124-5432kghm-2和77-107kghm-2,均显著高于未带营养杯处理的。长喙田菁根部铅、锌、铜、镉含量均最高,其次为茎,叶中最低;长喙田菁的4种重金属积累量为锌(186-221mgkg-1)>铅(96-145mgkg-1)>铜(17-30mgkg-1)>镉(3-4mgkg-1)。带营养杯移栽能有效提高长喙田菁的产量和氮积累量,且明显降低其体内的重金属含量。试验证明长喙田菁是较理想的铅锌矿尾矿废弃地植被重建的先锋植物。     

氮肥和水分条件对长喙田菁生长、结瘤和固氮的影响

 盆栽试验研究了长喙田菁(Sesbania rostrata) 茎瘤固氮根瘤菌（Azorhizobium caulinodans）共生体系在不同水分和无机氮肥条件下的生长、结瘤和氮积累。水分处理为: 不浸水、浅浸水(土壤水分为田间持水量)和深浸水, 氮肥处理分别为每千克土施加无机氮肥10 mg、20 mg和40 mg。结果表明,水分条件对共生体系有较大影响, 浸水环境虽然抑制了根瘤的形成, 却促进了茎瘤的结瘤作用和长喙田菁根系的生长, 田间持水量状态下共生体系能获得最大的生物量和氮累积量; 无机氮肥对共生体系的影响受水分供应的影响较大,实验氮肥施用浓度范围内,长喙田菁的结瘤作用对复合态氮无负敏感反应,明显有别于一般根瘤体系的复合态氮反应。     

长喙田菁-Azorhizobium caulinodans共生固氮体系在华南地区的生长、结瘤、固氮和种子生产

研究了长喙田菁－Ａｚｏｒｈｉｚｏｂｉｕｍｃａｕｌｉｎｏｄａｎｓ共生固氮体系在华南地区的生长、结瘤、固氮和种子生产．结果表明,长喙田菁－Ａ．ｃａｕｌｉｎｏｄａｎｓ共生固氮体系在华南地区生长正常,并具旺盛的茎根瘤结瘤作用．经６５天的生长,其在湛江地区的单位面积生物量（干物质）和单位面积Ｎ产量分别为２８７５２和６８１ｋｇ·ｈｍ－２,远优于普通田菁的１６５２０和３５２ｋｇ·ｈｍ－２;茎瘤菌Ａ．ｃａｕｌｉｎｏｄａｎｓ品系ＡＲ１１１和ＡＲ５６在华南地区混合接种效果良好,植株茎瘤结瘤率达到１００％,平均单株茎瘤个数为１８２个,单株茎瘤鲜重约为１．２ｇ,茎瘤生物量在茎根瘤总生物量中所占比重为７０％,而其根瘤生物量略高于普通田菁;长喙田菁在华南地区能够正常开花结实,在栽植密度为４×１０４株·ｈｍ－２的条件下,其种子产量达３２００ｋｇ·ｈｍ－２．     

多花黑麦草在酸化铅锌尾矿上的定植和生长

铅锌矿尾矿上设置长喙田菁压青和不压青处理,在此基础上研究多花黑麦草的萌发、生长和重金属积累情况.结果表明,种植长喙田菁改善了尾矿理化性状,尤其是提高了有机质、全N、有效态磷和K的含量.尾矿的强酸性环境(pH<3)是影响黑麦草在其上定植的主要因素.施用石灰可暂时改善尾矿酸度,但实验结束时尾矿酸度几乎完全恢复原状.因此,施用石灰可能只对种子发芽产生作用.大多数情况下多花黑麦草能在尾矿上萌发、生长和定植,并产生较大的生物量(DM1.4～3.2t·km^-2),表现出对酸性尾矿环境的一定的适应性.与未栽培长喙田菁的对照相比,栽培长喙田菁处理以及栽培长喙田菁并压青处理分别使多花黑麦草的生物量提高了4.8%～39.5%和7.7%～139.5%,其中压青处理又比不压青处理提高了2.7%～75.8%.“长喙田菁多花黑麦草”植被系列是一个成功的铅锌矿尾矿废弃地复垦的先锋阶段.     

田菁茎瘤固氮根瘤菌对小麦叶组织的促生作用研究

利用GFP标记的田菁茎瘤固氮根瘤菌(Azorhizobium caulinodans ORS 571)侵染露白24h的小麦种子,分别在侵染后0、6、12、24、48、72和96h采样,利用实时荧光定量PCR方法检测小麦体内6条与促生作用相关miRNAs(miR156、miR159、miR160、miR167、miR168和miR403)的表达模式,检测其中3条miRNAs(miR159、miR167和miR168)的靶基因表达模式;以接菌8d的小麦样品做切片,利用激光共聚焦显微镜检测小麦叶部田菁茎瘤固氮根瘤菌的分布,并测定小麦的生理指标。结果显示:(1)田菁茎瘤固氮根瘤菌侵染小麦后能够在叶片边缘部位定殖。(2)小麦叶片中与促生作用相关的6条miRNAs出现了不同程度变化,在12~24h到达其峰值,随后逐渐下降,其中miR159在峰值时的表达量为初始表达量的2.88倍。(3)3条miRNAs的靶基因表达模式与相应miRNA表达模式相对应,但并不严格。(4)生理指标测定结果显示,接种田菁茎瘤固氮根瘤菌对小麦叶片产生明显的促生作用,其中叶鲜重在96h的变化与对照差异极显著。研究表明,接种的田菁茎瘤固氮根瘤菌能够到达小麦叶组织,对小麦叶片的生长产生明显的促生作用,其中miRNAs在促生过程中发挥重要作用。     

毛萼田菁茎瘤豆血红蛋白含量与固氮活性的关系

在个体瘤发育的不同阶段和植株生长的不同时期,以及在不同的光照条件下,分别测定茎瘤的固氨活性和豆血红蛋白含量。结果表明,毛萼田菁茎瘤的固氨活性和豆血红蛋白含量呈正相关,豆血红蛋白在茎瘤的共生固氮中起着重要的作用。     

毛萼田菁和其它茎瘤固氮植物（综述）

近来,豆科植物茎瘤固氮研究取得很大进展,这种双重固氮能力在农业上具有很大应用潜力。茎瘤固氮植物主要有三个属,即田菁属、合萌属和假含羞草属。本文论述它们的生长特性、茎瘤的形成、固氮及在农业上的应用。     

多花黑麦草在酸化铅锌尾矿上的定植和生长

铅锌矿尾矿上设置长喙田菁压青和不压青处理,在此基础上研究多花黑麦草的萌发、生长和重金属积累情况．结果表明,种植长喙田菁改善了尾矿理化性状,尤其是提高了有机质、全N、有效态磷和K的含量．尾矿的强酸性环境(pH<3)是影响黑麦草在其上定植的主要因素．施用石灰可暂时改善尾矿酸度,但实验结束时尾矿酸度几乎完全恢复原状．因此,施用石灰可能只对种子发芽产生作用．大多数情况下多花黑麦草能在尾矿上萌发、生长和定植,并产生较大的生物量(DM1．4～3．2t·km^-2),表现出对酸性尾矿环境的一定的适应性．与未栽培长喙田菁的对照相比,栽培长喙田菁处理以及栽培长喙田菁并压青处理分别使多花黑麦草的生物量提高了4．8％～39．5％和7．7％～139．5％,其中压青处理又比不压青处理提高了2．7％～75．8％．“长喙田菁-多花黑麦草”植被系列是一个成功的铅锌矿尾矿废弃地复垦的先锋阶段     

毛萼田菁和其它茎瘤固氮植物(综述)

近来,豆科植物茎瘤固氮研究取得很大进展,这种双重固氮能力在农业上具有很大应用潜力。茎瘤固氮植物主要有三个属,即田菁属（Ｓｅｓｂａｎｉａ）、合萌属（Ａｅｓｃｈｙｎｏｎｍｅｎｅ）和假含羞草属（Ｎｅｐｔｕｎｉａ）。本文论述它们的生长特性、茎瘤的形成、固氮及在农业上的应用。     

根瘤菌对广金钱草种子萌发及幼苗生长的影响

为探求促进广金钱草萌发及生长的有效途径,该文使用不同浓度的费氏中华根瘤菌、放射型根瘤菌以及田菁茎瘤固氮根瘤菌菌液分别浸染广金钱草种子,以蒸馏水浸泡种子为空白处理,研究其对广金钱草种子萌发指标(发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数)的影响,并在温室培养40、60、80 d后分别测定广金钱草幼苗的生长指标(叶片数、分枝数、株高)及部分生理指标(叶绿素含量、含氮量)的变化。结果表明:(1)在1×10⁷ CFU·mL^-1浓度条件下,三种菌液浸种均获得最大萌发指标,其中田菁茎瘤固氮根瘤菌实验组效果最显著,发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数高于对照组16.00%、9.33%、9.51和41.34%。(2)除田菁茎瘤固氮根瘤菌实验组外,其余实验组的广金钱草幼苗叶片数、分枝数及株高均低于对照组。(3)放射型根瘤菌实验组和田菁茎瘤固氮根瘤菌实验组幼苗叶绿素含量相比对照组分别增加1.47%和7.47%,含氮量分别增加0.57%和5.17%。综上所述,三种根瘤菌菌液浸种均可在不同程度上提高广金钱草种子的发芽能力和植株生长期的叶绿素和含氮量,其中田菁茎瘤固氮根瘤菌具有最大正向影响,可有效提高种子萌发能力并促进植株生长。该研究可为不同地区广金钱草的种植和栽培提供技术指导,为开发田菁茎瘤固氮根瘤菌作为植物促生长菌剂提供理论支持。     

豆科茎瘤植物的结瘤、固氮和应用(综述)

本文概述了豆科茎瘤植物的某些特性,其结瘤数量多,固氮能力强,抗涝,耐酸碱,耐铵,可用于改土培肥。文中还论述了毛萼田菁等绿肥植物在水稻田中的应用。     

中国美喙藓属和长喙藓属植物的茎横切结构比较研究

利用徒手切片法,对美喙藓属9个种和长喙藓属10个种进行茎横切结构的比较研究,以期为美喙藓属和长喙藓属在属间以及属内种间分类提供依据.结果表明,美喙藓属植物茎横切结构性状稳定,均具有外皮部、内皮部和中轴,中轴细胞数多在15个以下;长喙藓属植物大部分中轴分化明显,细胞数目一般为15个以上.外皮部占茎横切面的比例、内外皮部的界限、细胞壁的厚薄、中轴分化的程度等特征能给属内种间区分提供分类依据.     

豆科茎瘤植物的结瘤,固氮和应用（综述）

本文概述了豆科茎瘤植物的某些特性，其结瘤数量殉，固氮能力强，抗涝，耐酸碱，耐铵，可用于改土培肥，文中学论述了毛萼田菁等绿肥植物在水稻田中的应用。     

茎瘤固氮根瘤菌趋化系统基因的比较基因组学分析及相关蛋白序列分析（英文）

【目的】茎瘤固氮根瘤菌既可以与毛萼田菁共生固氮,又可以自生或作为内生菌在其他植物体内固氮。由于其具有3种生活状态及固氮能力,其感受外界信号的趋化系统应当更为复杂多样。目前对茎瘤固氮根瘤菌的趋化通路研究很少,因此我们将茎瘤固氮根瘤菌的趋化系统与其他已有研究的菌株相比较。【方法】基于NCBI蛋白数据库,利用BLAST程序对菌株ORS571及已公布全基因组序列的α变形菌门的其他菌种进行趋化基因簇的比较分析;基于Pfam蛋白数据库,利用HMMER3程序对甲基化受体蛋白序列进行比较分析。【结果】分析结果表明茎瘤固氮根瘤菌中有1条主要的趋化基因簇,其中所编码的甲基化酶Che R为非五肽依赖型;此外,该菌还具有43个甲基化受体蛋白基因,所编码的受体蛋白保守区段均由38个七肽单位组成。【结论】通过比较基因组学的分析可知茎瘤固氮根瘤菌与其他菌属相比趋化系统具有高度同源性,但同时存在自身的独特性,这一结论能够使我们更好的了解茎瘤固氮根瘤菌利用趋化系统适应环境的过程。     

田菁营养器官的解剖结构特征

运用石蜡切片法与组织离析法研究田菁营养器官解剖结构特征。结果表明,田菁根部显示典型的次生结构特征,内皮层具凯氏带;根表面有大量根瘤,根瘤菌分布在根部皮层,维管组织相连形成输导组织网。茎部表皮细胞壁出现角质层,皮层含有特化的厚角组织,由大型薄壁细胞构成,维管组织具有含晶韧皮纤维。茎瘤3～4个,大小不等且不连续分布,茎瘤外层为皮层,内层为含菌组织。叶片为异面叶,角质层与表皮层较厚,栅栏组织发达,近叶厚的1/2,海绵组织细胞间隙大,气孔小且多。田菁根、茎的木质部发达,有较多大孔径的导管及丰富的木纤维,叶片栅海比、组织结构紧密度(CTR)较大。田菁的解剖特点显示出其具有的固氮特性以及耐盐、抗旱的生态适应性。     

毛萼田菁茎瘤菌（Azorhizobium caulinodans）吸氢活性缺陷株的筛…

利用转座子Ｔｎ５随机插入突变法,从毛萼田菁茎瘤菌中筛选得到两株吸氢活性缺陷突变株Ｒ－４９和Ｒ－３０９,其固氮酶活性也大大降低,约为野生型固氮酶活性的６－８％。以带有Ｂｒａｄｙｒｈｉｚｏｂｉｕｍ ｊａｐｏｎｉｃｕｍ的５．９ｋｂ的ｈｕｐ基因的质粒ＰＨＲ１１为探针与Ａ．ｃｏｕｌｉｎｏｄａｍｓＯＲＳ５７１和Ｂ．ｊａｐｏｎｉｃｕｍ１２２ＤＥＳ（Ｈｕｐ）的总ＤＮＡ进行分子杂交,放射自显影表明,Ａ．ｃｏｕｌｉｎ     

长喙田菁植物螯合肽合成酶基因在烟草中的表达

以pHANNIBAL及pART27为基础,构建了CaMV35S启动子驱动的长喙田菁(Sesbania rostrata)植物螯合肽合成酶SrPCS1基因植物超量表达载体pAM22,采用电击转化方法将pAM22导入根癌农杆菌EHA105,并用该菌株对烟草进行了转化,通过抗生素筛选、PCR及Northern-blotting检测了目的基因的表达水平,并用ClustalW对SrPCS1进行了进化分析.结果表明:SrPCS1编码233个氨基酸与豆科植物PCSs的同源性较高;得到27株抗性植株,23株PCR阳性植株,Northern-blotting证明得到了超量表达该基因的烟草14株,但基因的表达水平不同.