豇豆根瘤菌NGR234和紫云英根瘤菌109感染紫云英的比较研究

利用光学和电子显微镜对紫云英根瘤菌菌株109和广宿主的快生型根瘤菌菌株NGR234感染温带型豆科植物紫云英进行了研究,结果表明根瘤菌感染紫云英是通过在根毛中形成侵染线的途径。电子显微镜研究揭示了固氮根瘤中细胞内侵染线的存在。接种二天后,首先可观察到根毛的卷曲或分枝。接种四至五天后,在每株植物卷曲的根毛中可看到侵染线。接种八至十天后的植株出现肉眼可见的根瘤。菌株NGR234能够在紫云英上诱导根毛的卷曲,侵染线和根瘤的形成,但所形成的根瘤却未能固氮,根瘤中无明显的类菌体区,但有少数包有细菌的侵染线。NGR234抗抗菌素的衍生菌均未能使紫云英结瘤。将NGR234的共生质粒转移至三叶草、苜蓿、豌豆、快生型大豆根瘤菌和农杆菌,亦未能使这些细菌获得紫云英上结瘤的能力。     

生物防治因子

在根瘤菌-豆科作物共生中,根毛是细菌第一个靶细胞、豆科作物分泌出一个因子(类黄酮),它与组型表达的细菌 nod D 基因产物协同引导其它 nod 基因的表达作用。此后,在接种后3小时内,宿主的根毛就变形卷曲。为观察在根毛中的进程,从未接种根毛中分离出 RNA。在体外,用双向凝胶电泳比较了总 RNA 的转译,表明在根和根毛中 RNA 量有本质的差别。用 nod D 突变     

携带编码苜蓿根瘤菌结瘤基因的根癌农杆菌和大肠埃希氏菌,可在苜蓿根上形成类根瘤

将编码苜蓿根瘤菌(Rhizobium meliloti)结瘤基因(nod)的质粒,通过接合作用转移到根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)和大肠埃希氏杆菌(Eschrichia coli)里,分别形成转移接合体。这两种转移接合体都能诱导苜蓿根毛卷曲,并形成类根瘤。在由根癌农杆菌转移接合体形成的类根瘤里,可看到典型的根瘤分     

Rpfan37在刺槐共生结瘤过程中的功能探究

目的:研究刺槐中与磷脂酰肌醇转运蛋白有较高同源性的基因Rpfan37的功能,为探究相关基因参与豆科植物与根瘤菌共生结瘤过程提供新的思路。方法:通过前期研究,建立豆科植物刺槐与共生根瘤菌互作的抑制差减杂交反交文库,筛选疑似与共生结瘤相关的基因。利用PCR技术快速克隆经实时荧光定量PCR技术(qRT-PCR)分析基因在不同接菌时间及不同植物组织的表达。构建RNA干扰(RNAi)重组载体,转农杆菌介导转化植物根部,接种根瘤菌后验证该基因在刺槐共生结瘤过程的功能。结果:基因表达分析显示,在接菌与未接菌的刺槐根中,处理后第15天,Rpfan37表达均显著上调,但接菌与未接菌处理对该基因表达无显著影响;在成熟的根瘤中,该基因仅为低水平表达。RNAi转化植株的鲜重、株高、根长及结瘤数较对照组显著降低。在显微镜下观察到RNAi植株根毛发育异常;与对照相比,RNAi转化植株形成的根毛卷曲、根毛侵染线及根瘤原基数目均显著降低。根瘤石蜡切片结果显示RNAi植株根瘤中的侵染细胞与对照相比明显减少,分析豆血红蛋白表达发现,RNAi植株中根瘤发育成熟过程明显受阻。结论:在豆科植物刺槐中发现的相关基因Rpfan37能够参与刺槐共生结瘤过程,为研究磷脂酰肌醇转运蛋白在共生结瘤过程中的作用提供了新的理论基础。     

根瘤菌结瘤因子的微量生物检测法

在豆科植物根系分泌物诱导下,根瘤菌在自生状态下能产生胞外寡糖胺类物质─—结瘤因子,其生物学功能之一是引起某些豆科植物根毛卷曲。结瘤因子与根毛接触４ｈ后,即使去除结瘤因子,３～６天后根毛即能发生变形。据此设计出一种结瘤因子微量生物检测法。该法操作方便,并且只需耗用微量结瘤因子。     

导入三叶草根瘤菌寄主范围基因对豌豆根瘤菌侵染白三叶草的影响

将带有三叶草根瘤菌寄主范围基因的豌豆根瘤菌(转移接合子182和290)接种白三叶草,观察比较它们对白三叶草早期侵染特征和结瘤情况。转移接合子182虽然诱导白三叶草根毛细胞弯曲,但未观察到侵染,也无侵染线形成;而转移接合子290能诱导白三叶草根毛形成紧密的弯曲,溶解根毛细胞壁和侵染白三叶草。结瘤试验表明,白三叶草接种转移接合子290所诱导的结瘤情况与接种三叶草根瘤菌野生型菌株ANU 843的情况很相似。转移接合子182只能诱导个别无效瘤,290和ANU843一样都能在白三叶草上结瘤。由此说明转移接合子如果只携带三叶草根瘤菌的部分寄主范围基因(FEL)仍不能在白三叶草上诱导侵染和正常结瘤,而必需携带全部寄主范围基因(FELMN)才能在白三叶草上正常结瘤。     

大豆血红蛋白基因lba转化根瘤菌工程菌株的构建

以土著大豆根瘤菌接种大豆幼苗45 d后获得的根瘤为材料,提取其总RNA并反转录成cDNA,采用同源序列克隆法扩增大豆血红蛋白基因lba编码区序列。利用DNA重组技术,将lba基因连到lac启动子的下游,利用带有发光酶标记基因luxAB的质粒载体pTR102构建表达载体pTR-Plac-lba。采用三亲本杂交的方式,将表达载体pTR-Plac-lba及作为对照的空载体pTR102分别转化土著大豆根瘤菌,获得根瘤菌工程菌株SFH(pTR-Plac-lba)和SFH(pTR102)。盆栽试验发现,接种SFH(pTR-Plac-lba)的大豆植株各生理指标明显高于接种SFH(pTR102)、土著根瘤菌以及未接菌的大豆植株各生理指标。试验证明,导入大豆血红蛋白基因lba的根瘤菌工程菌株SFH(pTR-Plac-lba)对于提高大豆根瘤的固氮酶活性,增加大豆产量起到显著效果。     

紫云英根瘤菌结瘤因子的初步研究

最近的研究结果表明,豆科植物与根瘤菌的共生识别是一种双向的信号物质交换过程.首先是豆科植物的根或种子分泌类黄酮物质,诱导根瘤菌的结瘤基因(nod genes)产生结瘤因子(nod factors),分泌到胞外,为植物所接受,从而引发植物某些基因表达,细胞分化,细胞壁形成,最终导致根毛变形等一系列变化.已经测定了几种苜蓿根瘤菌(Rhizobium meliloti)和豌豆根瘤菌(R.leguminosarum bv.viciae)结瘤因子的分子结构式,它们均属于寡糖胺类物质,在没有根瘤菌存在的条件下,结瘤因子能独立地促使根毛发生变形,这是检测结瘤因子是否存在的重要手段,即根毛变形试验(Root hairdeformation assay,简称Had试验).高浓度的结瘤因子甚至能诱导植物产生空瘤,其组织结构与典型的根瘤相同.     

大豆根瘤菌固氮酶的铁蛋白基因

大豆根瘤菌(Rhizobivmjaponicum)的固氮酶具有与肺炎克氏杆菌(Klebsiella Pneumoniae)和苜蓿根瘤菌(R.meliloti)二者固氮酶相同的铁蛋白基因(nif H)。铁蛋白基因的大小为12.1Kb,部分基因片段已经克隆化。将nifH的一部分克隆化,并使之在大肠杆菌(E.Coli)     

结合态氮对根瘤菌生长液诱导的苜蓿根毛变形的抑制

以苜蓿根瘤菌和其宿主苜蓿为材料,由结合态氮影响苜蓿根瘤菌生长液诱导宿主根毛变形的功能发现,硝态氮和铵态氮均能有效地抑制根瘤菌生长液诱导的宿主根毛变形。而其抑制作用随结合态氮浓度的增加、作用时间的延长而增强。该抑制作用发生在结合态氮浓度和作用时间分别达到1mmol/L和12h时,或当其浓度和作用时间分别为6mmol/L和48h时,根瘤菌生长液引起根毛变形的植株百分率下降到10％。硝态氮与铵态氮抑制根瘤菌生长液诱导根毛变形的作用相类似。     

湖北地区快生型大豆根瘤菌的质粒及结瘤基因的初步定位

从湖北省潜江县和监利县的4个采集点分离纯化了26株快生型大豆根瘤菌。质粒分离分析结果表明:所测快生型大豆根瘤菌中均有1—3条质粒带,分子量范围在50—300 Md之间。从26株快生型大豆根瘤菌中,选出分属两个血清型的5个菌株,依据根瘤菌nodABC基因在所有根瘤菌种中的结构同源性,对快生型大豆根瘤菌的结瘤基因(nod)进行了初步定位,其结果表明:R173、X143、B21、B2,D13菌株的质粒DNA中没有与nod ABC基因同源的片段存在,而R173、X143、B21、D13菌株的总DNA中含有部分no     

一株能在大豆上结瘤的苜蓿中华根瘤菌

苜蓿中华根瘤菌(Sinorhizobium meliloti)XJ96077分离自新疆的苜蓿根瘤中,其原宿主为紫花苜蓿(Medicago sativa)。交叉结瘤试验发现,它既可在苜蓿上又能在大豆上结瘤固氮。DNA(G C)mol％分析表明,XJ96077的DNA(G C)mol％为61．9％,与已报道的根瘤菌属的DNA(G C)mol％范围(59％-64％)相符。DNA同源性分析表明,XJ96077与苜蓿中华根瘤菌USDA1002^T和042BM的同源性分别达到93％和80％,说明XJ96077归属于苜蓿中华根瘤菌。应用绿色荧光蛋白基因标记XJ96077,得到重组菌株XJ96077(G)。将其接种普通紫花苜蓿,通过激光共聚焦荧光显微镜可以检测到标记基因的表达。接种北引1号大豆上,同样可以清楚地观察到标记基因在根瘤中的表达,从而确证了XJ96077能同时在苜蓿和大豆上结瘤。通过不同品种大豆的结瘤试验,发现XJ96077对大豆品种的结瘤能力不同。     

导入三叶草根瘤菌寄主范围基因对豌豆根瘤菌侵染白三叶草的影响

将带有三叶草根瘤菌寄主范围基因的豌豆根瘤菌（转移接合子182和290）接种白三叶草,观察比较它们对白三叶草早期侵染特征和结瘤情况。转移接合子182虽然诱导白三叶草很毛细胞弯曲,但未观察到侵染,也无侵染线形成;而转移接合子290能诱导白三叶草根毛形成紧密的弯曲,溶解根毛细胞壁和侵染白三叶草。结瘤试验表明,白三叶草接种转移接合子290所诱导的结瘤情况与接种三叶草根瘤菌野生型菌株ANU843的情况很相似。转移接合子182只能诱导个别无效瘤,290和ANU843一样都能在白三叶草上结瘤。由此说明转移接合子如果只携带三叶草根瘤菌的部分寄主范围基因(FEL）仍不能在白三叶草上诱导侵染和正常结瘤,而必需携带全部寄主范围基因（FELMN）才能在白三叶草上正常结瘤。     

新疆土著大豆根瘤菌种群遗传结构的初步分析*

应用重复序列REP (repetitiveextragenicpalindromic ,重复基因外回文 )和ERIC (ente robaterialrepetitiveintergenicconsensus,肠细菌重复基因间共有序列 )结合聚合酶链式反应(ERP PCR和ERIC PCR)对从新疆采集的 2 7株土著大豆根瘤菌染色体进行指纹分析 ,发现在相似水平 0 5时可基本分为两大聚类群 ,一个类群主要包括慢生型根瘤菌 ,另一类群为快生型根瘤菌 ,来自同一地区的根瘤菌株具有较高的遗传相似性。以上结果     

氮源对紫云英根瘤菌nod基因表达的作用

高浓度的硫酸铵阻碍了紫云英根瘤菌诱导紫云英根毛发生典型的根毛变形并明显抑制了紫云英结瘤能力。通过对融合子的β-半乳精苷酶活性的测定进一步表明高浓度的硫酸铵对紫云英的结瘤调节基因nodDZ、共同结瘤基因nodA及nodBC的表达有抑制作用而对结瘤调节基因nodD1的表达无抑制作用。     

山蚂蝗慢生根瘤菌的遗传多样性及系统发育

摘要:【目的】研究我国亚热带和温带地区与山蚂蝗共生的慢生根瘤菌遗传多样性和系统发育。【方法】采用BOX-PCR 和多位点基因序列分析(nifH,nodC 和recA 基因) 方法对分离自我国不同地区的29 株山蚂蝗慢生根瘤菌进行遗传多样性和系统发育分析。【结果】BOX-PCR 分析表明供试的山蚂蝗慢生根瘤菌形成25个基因遗传型,具有丰富的基因组多样性。多位点基因序列分析发现代表菌株位于慢生根瘤菌的3 个分支上,分别与埃氏慢生根瘤菌(Bradyrhizobium elkanii) ,大豆慢生根瘤菌( Bradyrhizobium japonicum) 和圆明慢生根瘤菌(Bradyrhizobium yuanmingense) 亲缘关系近。【结论】我国山蚂蝗慢生根瘤菌具有丰富的遗传多样性,共生基因系统发育分析表明它们多与持家基因共同进化,并以垂直进化为主。     

低pH条件对紫花苜蓿结瘤的影响及机制初探

探讨了低pH条件下紫花苜蓿根毛变形和结瘤受到的影响及其机制。结果表明,在低pH条件下,初生根伸长和根瘤菌OD600值显著下降,根共生结瘤受到明显抑制。在接种根瘤菌、不加NF的条件下,pH5.0、pH4.7、pH4.5、pH4.2处理的根毛变形率分别比对照(pH6.5)减少了44.1%、56.4%、60.0%和69.0%;在加入NF、不接种根瘤菌的情况下,低pH(4.5)处理,根毛的变形也比对照(pH6.5)减少了45.9%。结果暗示,低pH条件下苜蓿结瘤初期的结瘤信号传导受阻,这可能是导致酸性条件下苜蓿结瘤减少的重要原因之一。     

光敏生物素标记总DNA探针对大豆根瘤菌的检测

以光敏生物素标记慢生型大豆根瘤菌(Bradyrhizobium japonicum)USDA110总DNA作为探针,与快生型大豆根瘤菌杂交时,没有杂交斑点形成,而与慢生型大豆根瘤菌中的部分菌株能形成杂交斑点,表明该探针具有种和部分菌株特异性,用该探针与压碎的根瘤汁液进行DNA杂交,检测USDA110在不灭菌的盆栽土壤中的竞争结瘤能力,发现USDA110在大豆不同生育期的占瘤率为70%～90%。     

新疆土著大豆根瘤菌种群遗传结构的初步分析

应用重复序列REP（repetitive extragenic palindromic,重复基因外回）和ERIC（ente-robaterial repetitive intergenic consensus,肠细菌重复基因间共有序列）结合聚合酶链式反应（ERP－PCR和ERIC－PCR）对从新疆有集的27株土大豆根瘤菌染色体进行指纹分析,发现在相似水平0.5时可基本分为两大聚类群,一个类群主要包括慢生型根瘤菌,另一类群为快生型根瘤菌,来自同一地区的根瘤菌具有较高的遗传相似性,以上结果表明该技术中对大豆根瘤菌进行种群结构和遗传多样性分析的有效手段。     

氮源对紫云英根瘤菌nod基因表达的作用

高浓度的硫酸铵阻碍了紫云英根瘤菌诱导紫云英根毛发生典型的根毛变形并明显抑制了紫云英结瘤能力。通过对融合子的β－半乳糖苷酶活性的测定地一步表明高２的硫酸铵对紫云英的结瘤调节基因ｎｏｄＤ２、共同结瘤基因ｎｏｄＡ及ｎｏｄＢＣ的表达有抑制作用而对结瘤调节基因ｎｏｄＤ１的表达无抑制作用。