大豆—根瘤菌共生固氮氢代谢的研究

检测了四株大豆根瘤菌在不同的大豆品种上形成根瘤的放氢、吸氢、固氮活性及豆血红蛋白的含量;同时测定了植株干物质的积累。结果表明,所有固氮根瘤都放氢,自生条件下Hup~-根瘤菌形成的根瘤仍不具吸氢活性,相对固氮率在0.75左右。而Hup~(?)菌株根瘤的相对固氮率在0.91～1之间。寄主植物对Hup~(?)菌株的吸氢活性有影响。相关分析表明,根瘤的豆血红蛋白与吸氢活性呈负相关。干物质积累与固氮酶活性关系最密切,氢酶活性的影响是次要的。     

脲酶抑制剂氢醌对大豆结瘤、固氮和木质部溶质氮形态的影响

首次报导了在白浆土和砂壤土上使用氢醌(HQ)抑制土壤脲酶活性,有效地缓解尿素分解产物及其随后的氧化产物对大豆结瘤和固氮活性的抑制效应,结果表明:1.HQ浓度在40PPM以内对大豆幼苗生长及初生结瘤表现促进作用;进一步提高HQ浓度将使大豆根系生长受阻变态而阻止结瘤。2.HQ(10—50PPM)提高了离体活性大豆根瘤类苗体悬液的耗氧量(79.4—86.1％)和琥珀酸脱氢酶活性(124.7—138.4％)。3.盆栽和田间试验证实,由于HQ缓解了尿素的分解,从而颇大减轻了尿素对大豆结瘤和固氮(乙炔还原活性)的抑制效应;通过大豆木质部中溶质氮形态(酰胺、酰脲和硝酸盐)的分析进一步证实了,大豆植株从根部向地上部运输的氮素形态同土壤氮转化强度和根瘤固氮强度(酰脲相对丰度)之间的紧密联系。4.由于麦秸还田土壤脲酶活性提高,故应提高HQ剂量;与此同时,通过麦秸的“氮因子效应”便能完全解除尿素对大豆结瘤固氮的抑制,并为大豆籽实发育提供了丰富的土壤氮源。     

大豆品种资源携带的无效结瘤Rj2基因的研究

通过黑龙江省野生、半野生和栽培大豆与美国大豆根瘤菌VSDA122结瘤反应试验,本文首次报导了无效结瘤R_i2基因广泛存在中国东北大豆中,无效结瘤率为64%;同时导致大豆植株干鲜重及根瘤固氮酶活性下降,以及产生缺绿病.     

缺硼对大豆根瘤结构和功能的影响

在营养液培养条件下以普通结结瘤大豆Ｂｒａｇｇｃｖ．「Ｇｌｙｃｉｎｅｍａｘ（Ｌ．）Ｍｅｒｒ」及其超结瘤突变体ｎｔｓ３８２为实验材料,运用光学显微方法研究了硼对大豆根瘤结构的影响,并测定了根瘤固氮酶活性结果表明,缺硼使根瘤结构受到严重破坏,并使固氮酶活性显著下降,缺硼使根瘤结构受到破坏是导致固氮酶活性下降的可能原因。     

一种高效研究大豆根瘤共生固氮的营养液栽培体系

为建立一种既可高效结瘤固氮, 又具有一定产量的大豆(Glycine max)营养液栽培系统, 设计并进行了2个试验。首先在不同供氮条件下, 研究了接种根瘤菌对大豆的结瘤状况、固氮能力、生物量及产量的影响。结果表明, 供氮过高或过低, 均影响大豆生长、产量形成及根瘤固氮; 并且植物生长所需的最适供氮水平远高于生物固氮所需的最适供氮水平。此外, 大豆生物固氮活性最高的时期在生殖期第一期(R1期)之前。由此推断, 大豆R1期前, 供应较低的氮, 有利于根瘤形成及固氮; 而从R1期起, 应提高供氮水平, 以促进植物生长及产量的形成。在此基础上开展第2个试验, 对供氮条件进行了优化处理(即R1期前低氮供应、R1期开始中氮供应)。结果表明, 与持续供应高氮相比, 优化供氮处理不仅可获得较多固氮酶活性较高的大根瘤, 还能保持较好的生长、获得更高的百粒重及维持80%左右的产量。研究结果不仅可为高效研究大豆根瘤共生固氮提供营养液配方, 还可为大豆高产高效栽培提供试验依据。     

磁场对大豆共生固氮的效应

恒定磁场处理慢生大豆根瘤菌“005”和接种后的大豆植株,发现磁场可以提高根瘤的固氮活性。在一定的磁场强度(70—100mT)下,固氮活性平均可以提高4—5倍,植株的结瘤数和根瘤重量平均提高2—3倍。从这样的根瘤中所分离出的根瘤菌,由慢生型转变成快生型,在100植株中有17株的根瘤分离出快生菌。生长世代时间和培养溶液中的pH值与慢生型不同,而与快生型相同。     

钼、钨、铬对大豆根瘤固氮和植株硝酸还原酶活性的影响(简报)

钨和铬处理的大豆植株干物质重及全氮含量显著增高,接近钼处理组或稍低,而根瘤固氮酶活性和硝酸还原酶活性比钼处理组低,但结瘤量则较高。     

台湾相思结瘤固氮与吸氢酶活性研究

台湾相思的根系具有多年生的根瘤,根瘤初发生时球状,以后发育成分叉瘤和扇状瘤。根瘤固氮活性因苗龄、成熟度不同而有明显差异。环境条件影响结瘤及固氮活性。15℃时结瘤受到明显抑制,固氮作用最适温度条件是25～30℃。光照不足降低根瘤固氮活性。短期轻度干旱不影响根瘤固氮活性,但持续干旱使固氮活性明显下降。pH4.5～8.5条件能正常结瘤,pH5.5时结瘤最好。根瘤固氮作用时不释放H_2,具有较高的吸氢酶活性,在固氮反应系统中加入5％的H_2,能提高根瘤固氮活性。     

新疆干旱地区根瘤菌资源研究I．根瘤菌种类及其共生固氮作用

从新疆不同生态条件下生长的31属109种豆科植物根瘤分离获得373株根瘤菌,其中88株是从未报道过结瘤情况的39种豆科植物根瘤分离获得。它们与豆科寄主植物共生结瘤,95％以上为有效根瘤。不同种的根瘤固氮活性差异较大,黄芪属根瘤固氮活性较高,最高者为大豆根瘤固氮活性的42倍。 20属37种豆科植物根瘤中97％有吸氢活性。根瘤固氮活性、吸氢活性均与寄主植物生长发育期有相关性。     

超慢生型大豆根瘤菌的生理生化和共生特性的研究

超慢生型大豆根瘤菌(ESG,extra—slow-gfowing soybean rhizobium)是不同于大豆另两类共生体——慢生型大豆根瘤菌(Bradyhizobium,japonicum)和快生型大豆根瘤菌(Sin-orhizobium fredii)的新类群。它们在生长速率和生理学特性等方面均表现出较大的差异。根瘤类菌体的扫描结果表明,ESG的类菌体形态为杆状,与另外两群相近,但发现有“Y”形类菌体。ESG利用碳源范围较窄,抗生素自然耐受性比慢生型低,在柠檬酸盐培养基上不生长;代时超长,已测定的7个菌株代时为23．3-41．9h。细胞成分N,c分析结果表明,ESG在三个类群中N含量最高,C含量最低。温室盆栽试验证明ESG中大部分菌株的固氮酶活性和植株含氮量与生产用菌株相当。ESG菌株可以在绿豆上结瘤并有固氮酶活性。     

光照对大豆幼苗组织中异黄酮含量和分布的影响

利用高效液相色谱（ＨＰＬＣ）测定了不同光照处理的大豆（Ｇｌｙｃｉｎｅｍａｘ（Ｌ．）Ｍｅｒｒｉ．）幼苗不同组织的异黄酮类含量。子叶中最高,叶片和根部相对较少。子叶的异黄酮以大豆甙和染料木甙及其丙二酰基结合体为主,且在光照条件下,异黄酮含量随光照时间的增加而显著升高;相反,黑暗中的异黄酮含量随苗龄的增加呈下降趋势;当子叶由黑暗转为光照处理以后,异黄酮含量同样随光照时间的增加而升高。在叶片和根部异黄酮含量和种类也因光照条件的不同而有很大差异。光照条件下,叶片中以染料木甙及其丙二酰结合体和黄酮芦丁为主,且随时间增加呈上升趋势;黑暗中的黄化叶片,则以大豆甙和丙二酰结合体为主,但随时间的变化不明显。在幼苗根部,黑暗条件下几乎检测不出异黄酮的存在;光照条件下,则可检测到５种异黄酮,其中以大豆甙元及其衍生物占主要部分。实验证实了光照对大豆异黄酮的积累有明显的促进作用     

Light Effect on the Tissue Contents and Distribution of Isoflavones in the Developing Seedling of Soybean

The contents of isoflavones in the developing soybean seedling tissues under different light conditions were examined by high-performance liquid chromatography (HPLC). The results indicated that the total contents of isoflavones in soybean seedling tissues were remarkably different, being the highest in the cotyledons and lower in the leaves and roots. In the cotyledons, the isoflavones like daidzin, genistin and their malonyl conjugates were the major metabolites and were increased markedly with the time of light exposure. In contrast, there was a decrease in the content of isoflavones in the dark. When the dark grown seedlings were tranferred to the light, an increase of the isoflavone content was observed. In the leaves and roots, there was also a marked difference in the contents and types of isoflavones due to various light conditions. Leaves contained mainly the isoflavones such as genistin, malonyl gensistin and flavones rutin, which were increased gradually under light condition, but in the dark, daidzin and malonyl daidzin were the major metabolites and did not change markedly with time. In the roots, no isoflavone was detected in the dark, while five isoflavones were found in the light-grown seedlings, and all root sections were predominated by daidzein and its conjugates. These results provided the evidence that light strongly stimulates the accumulation of isoflavones in soybean seedling tissues.     

不同生态环境野生大豆的结构比较研究

对生长在不同生态环境的蝶形花科Ｆａｂａｃｅａｅ 大豆属Ｇｌｙｃｉｎｅ 的两个野生大豆Ｇ．ｓｏｊａ 品系进行了扫描电镜观察及比较研究．结果表明,生长在盐渍生态环境的野生大豆茎和叶体表都具有盐腺,盐腺圆球型,基部有一个小柄,着生在盐生野生大豆茎、叶表皮外切向壁的胞间层处．幼嫩的盐腺靠泌盐孔泌盐,成熟的盐腺靠整体破碎释盐．而生长在黑土地生态环境的野生大豆的茎和叶外切向壁未发现有泌盐的盐腺,其茎叶的表皮都呈现出平滑状态．因此两种不同生态环境的同科同属植物在微观结构上显示出明显差异．     

基于大豆胞囊线虫病抗性候选基因的SNP位点遗传变异分析

以我国363份栽培和野生大豆资源为材料, 对大豆胞囊线虫抗性候选基因(rhg1和Rhg4)的SNP位点(8个)进行遗传变异分析, 以期阐明野生和栽培大豆间遗传多样性及连锁不平衡水平差异。结果表明, 与野生大豆相比, 代表我国栽培大豆总体资源多样性的微核心种质及其补充材料的连锁不平衡水平较高(R²值为0.216)。在栽培大豆群体内, 基因内和基因间分别有100％和16.6％的SNP位点对连锁不平衡显著, 形成两个基因特异的连锁不平衡区间(Block)。在所有供试材料中共检测到单倍型46个, 野生大豆的单倍型数目(27)少于栽培大豆(31), 但单倍型多样性(0.916)稍高于栽培大豆(0.816)。单倍型大多数(67.4％)为群体所特有(31个), 其中15个为野生大豆特有单倍型。野生大豆的两个主要优势单倍型(Hap_10和Hap_11)在栽培大豆中的发生频率也明显下降, 推测野生大豆向栽培大豆进化过程中, 一方面形成了新的单倍型, 另一方面因为瓶颈效应部分单倍型的频率降低甚至消失。     

干旱胁迫对苗期大豆异黄酮合成的影响

以不同耐旱性的2个大豆品种(高耐旱JP-6、低耐旱JP-16)为研究材料,采用高效液相色谱和实时荧光定量PCR技术,分析不同时间持续干旱胁迫下,大豆叶片和根系中异黄酮的积累变化及关键酶基因的表达情况.结果表明:大豆根部异黄酮含量显著高于叶部,而异黄酮关键酶基因的表达量则在叶片中更高,耐旱品种JP-6根部的异黄酮积累量更大.随着干旱胁迫持续时间的增加,不同耐旱品种的异黄酮合成与积累变化规律存在显著差异:强耐旱品种JP-6的根和叶中,异黄酮积累量均呈现先下降后升高的趋势;而弱耐旱品种JP-16则相反,异黄酮积累量在不同部位中均呈现先上升后降低的趋势;除JP-6叶中C4H、4CL、IFS2等异黄酮合成上游基因外,其他不同品种、不同部位的关键酶基因表达量均随着干旱胁迫持续时间的增加,呈现先下降后上升的趋势.大豆叶片是异黄酮的主要合成部位,大豆根部也存在少量的异黄酮合成.弱耐旱大豆根部的异黄酮合成和最终积累量均较低,强耐旱品种则较高.根部异黄酮积累量高的大豆品种,其耐旱性更强.     

Importance of genetic characterization and conservation of plant genetic resources: The breeding system and genetic diversity of wild soybean (Glycine soja)

Abstract Plant genetic resources play an important role in the improvement of cultivated plants. To characterize and evaluate the ecological and reproductive features of wild soybean ( Glycine soja Sieb. et Zucc.), which is the most probable ancestor of cultivated soybean ( G. max (L) Merr.), the breeding system and genetic diversity of G. soja were investigated. The extent of natural cross-pollination of G. soja was estimated in four populations along the Omono River in Akita Prefecture, Japan by examining allozyme variation. Although it has been previously believed that G. soja is autogamous, as is cultivated soybean, the mean multilocus outcrossing rate ( t m) estimate was 13%. These values are much higher than the outcrossing rate previously reported for both G. soja and G. max . Frequent visits by honeybees and carpenter bees to flowers were also observed, which supported this conjecture. Furthermore, to evaluate the genetic variation of G. soja as a genetic resource, the genetic structure of 447 populations over Japan were analyzed. Wild soybean populations had a higher degree of variation of isozyme loci. The G ST coefficient of gene differentian values among the sites within the district were particularly high, revealing that the isozyme genotype was greatly different among site populations and homogeneous within the sites. The genetic differentiation among nine districts was observed in the allele frequencies of a few loci, indicating that geographic isolation in the wild soybean population was effectively created through the distance between the districts. The difference in the allele frequency among the districts may be produced under genetic drift. Finally, the importance of the preservation of natural plant populations and the habitats of wild progenitors (i.e. the in situ conservation of plant genetic resources) was emphasized.     

光照对大豆叶片苯丙氨酸裂解酶(PAL)基因表达及异黄酮合成的调节

异黄酮是大豆体内特别是种子中积累的一类重要的次生代谢产物,它具有特殊的生物效能。本实验在不同水平（ＲＮＡ／酶／产物）上研究不同光照条件对大豆叶片异黄酮合成过程中的第一个关键酶苯丙氨酸氨基裂解酶（ＰＡＬ）基因表达的影响。研究发现,在光照条件下ｐａｌ表达量比黑暗条件下高,而且其影响程度与品种有关系,种子中异黄酮含量低的品种表现更敏感;其ｍＲＮＡ的合成受红光、蓝光、紫外光的促进,其中紫外光最有效;随着处     

光照对大豆叶片苯丙氨酸裂解酶(PAL)基因表达及异黄酮合成的调节

异黄酮是大豆体内特别是种子中积累的一类重要的次生代谢产物,它具有特殊的生物效能。本实验在不同水平（RNA/酶/产物）上研究不同光照条件对大豆叶片异黄酮合成过程中的第一个关键酶苯丙氨酸氨基裂解酶（PAL）基因表达的影响。研究发现,在光照条件下pal表达量比黑暗条件下高,而且其影响程度与品种有关系,种子中异黄酮含量低的品种表现更敏感;其mRNA的合成受红光、蓝光、紫外光的促进,其中紫外光最有效;随着处理时间的延长,mRNA的量和酶活性增加;但是在异黄酮的积累水平上,随着紫外光照射时间的延长,表达量有所下降。     

Role of Calcium on Phenolic Compounds and Enzymes Related to Lignification in Soybean (Glycine max L.) Root Growth

Changes in soluble and cell wall bound peroxidases activities, phenylalanine ammonia-lyase activity and phenolic compounds and lignin contents in roots of calcium-treated soybean (Glycine max (L.) Merr.) seedlings and their relationships with root growth were investigated. Three-day-old soybean seedlings were cultivated in nutrient solution with or without 0.025–5.0 mM calcium for 24 h. In general, length and fresh and dry weights of roots increased, while activities of enzymes (soluble and cell-wall peroxidases and phenylalanine ammonia-lyase) and phenolic compounds and lignin contents decreased against calcium concentrations. In the absence of calcium, phenylalanine ammonia-lyase and peroxidases activities increased by accumulating phenolic compounds and lignin due to restricted growth of roots. Enhanced calcium supply reduced the production of phenolic compounds and lignification due to low phenylalanine ammonia-lyase and peroxidases activities, reinforcing the essential role of calcium to improve the soybean root growth.     

江苏野生大豆的耐盐性和离子在体内的分布及选择性运输

以相对发芽率和出苗率为指标比较了3个野生大豆(Glycine soja)种群的耐盐性,测定了NaCl胁迫下2个耐盐性不同的野生大豆种群(江苏野生大豆,JWS,耐盐;N23232,盐敏感)植株根、茎和叶片中Na^+、K^+和Cl^-含量的变化。结果表明,JWS的耐盐性最强,盐胁迫抑制野生大豆幼苗生长,使其干物质积累量减少,根冠比上升,对耐盐性弱的N23232抑制作用大于耐盐性强的JWS,不同器官离子含量测定结果表明,盐胁迫下野生大豆茎部Na^+含量最高,耐盐的JWS根系具有积累Na^+和Cl^-的能力,叶片Na^+、Cl含量较低,而盐敏感种群N23232根系中：Na^+、Cl^-含量低于耐盐种群JWS,叶片中Na^+、Cl^-含量则高于JWS,JWS根系对K^+、Na^+吸收的选择性(selectivity ratio,SK,Na)和N23232没有明显差异;但叶片和茎运输的SK,Na明显高于N23232,使地上部K^+／Na^+较高,因此认为野生大豆根系对Na^+、Cl^-的积累及K^+向地上部运输的选择性高是其耐盐性强的主要原因。