植物内生固氮菌

植物内生固氮菌的发现和研究显现了一个新的固氮系统,深化了根际联合共生固氮的研究。文章综述了10年来植物内生固氮菌的研究进展,并探讨了内生固氮菌进入植物体内的方式和行使固氮功能的可能性。     

植物内生固氮菌及其固氮机理研究进展

氮素是植物生长必不可少的元素,植物内生固氮菌不仅能够在植物体内产生氮素以供植物利用,而且在自然界氮素循环过程中发挥积极作用,对农业可持续发展具有重要意义。近年来,植物内生固氮菌逐渐成为研究热点。由植物内生固氮菌的发现、作物共生、侵入途径、固氮机理、促生作用机制等方面系统地综述了植物内生固氮菌的研究进展,探讨了植物内生固氮菌新的研究思路以及一些尚未解决的问题,以期为植物内生固氮菌及生物固氮研究提供参考。     

植物内生固氮菌系统发育进化新进展

在植物内生固氮菌系统发育进化关系研究中,常用的方法有形态学与蛋白质水平法、数值分类和自动化鉴定法、化学分类法、分子遗传学方法等。本文简要介绍了常用方法的关键技术,并归纳了它们的优缺点。生物学的研究进入基因组时代后,随着高通量DNA测序技术在微生物学领域应用的迅速发展,全基因组测序被应用到微生物系统发育进化研究中,然而目前并未发现对已测全基因组序列的植物内生固氮菌进行系统总结。本文在对已测序植物内生固氮菌进行归纳的基础上,又详细研究了基于基因组数据的几种具有代表性的新方法(ANI分析法、最大唯一匹配指数法、核心基因组分析、组分矢量法、基因流动性分析),并结合目前系统发育进化研究常用方法,对植物内生固氮菌系统发育进化研究趋势进行总结和展望,旨在使植物内生固氮菌的系统发育进化关系研究在精确度、可靠性等方面有所突破。     

植物内生固氮菌在绿色农业生产建设中的应用

化学氮肥在解决人类温饱问题中起了极为重要的作用,但近年发现过量施用化肥有较大的负面影响.植物内生固氮菌是近年发现的一类非豆科植物中的高效固氮微生物,这一新型固氮系统为新型绿色农业生产建设提供了一种新的生物固氮途径.本研究综述了化学氮肥在农业生产建设中的危害、生物固氮作用、植物内生同氮菌及其固氮机制、植物内生固氮菌在绿色农业生产建设中的应用,并对应用植物内生固氮菌的可能性和意义,以及需要注意的问题作了一些探讨.     

落地生根内生固氮菌多样性和促生特性

【背景】内生固氮菌可以定殖于植物体内为植物提供营养物质,还能通过代谢促进植物生长,目前对于落地生根内生菌的研究鲜见报道。【目的】研究落地生根中内生固氮菌多样性。【方法】从表面消毒的植物组织中分离纯化内生菌,并通过乙炔还原法测定菌株的固氮酶活性。采用SDS-PAGE全细胞蛋白电泳和IS指纹图谱对菌株聚类,各类群代表菌株进行16S rRNA基因系统发育分析和生理生化鉴定。测定菌株固氮、分泌生长素和ACC脱氨酶、产铁载体、溶磷和解钾等促生特性。【结果】从落地生根中分离纯化出26株内生固氮菌,聚为5个类群,隶属于4个属的5个菌种,且各类群代表菌株具有多种促生功能。【结论】从落地生根中分离获得的内生菌具有丰富的遗传多样性和促生特性,并且存在新的微生物资源,有待开发利用。     

岑溪药用野生稻高效内生固氮菌分离及促生特性

【目的】以广西岑溪市野生稻保护区的药用野生稻为材料,分离纯化内生细菌,筛选固氮酶活性较高和对作物促生效果较好的菌株。【方法】利用乙炔还原法检测固氮酶活性,采用SDS-PAGE全细胞蛋白电泳和IS-PCR指纹图谱技术对分离到的固氮菌进行聚类。利用16S rRNA基因和nifH基因确定其系统发育地位。采用钼锑抗比色法、Salkowski比色法和CAS检测法分别测定菌株溶磷性、生长素的分泌能力和产铁载体能力。通过平板和盆栽试验检测其对水稻的促生作用。【结果】共分离得到35株内生固氮菌,分为6个类群。其中CX24固氮酶活性最高,经鉴定属于Klebsiella variicola,其固氮酶活性为298.64 μmol/(L·h),为参比模式菌株DSM15968的9倍。另外该菌株还具有较高的溶磷性、分泌生长素和产铁载体能力,能够有效地促进水稻的萌发和生长。【结论】菌株CX24属于Klebsiella variicola,是一株高效内生固氮菌,具有很好的生产应用前景。     

类芦和狗牙根内生固氮菌初步研究

为探索水土保持禾草的固氮能力,利用乙炔还原法(ARA)对类芦(Neyraudia reynaudiana)和狗牙根(Cynodon dactylon)植株内生固氮菌的固氮酶活性进行研究.结果表明:在类芦茎部和狗牙根叶片中存在高固氮酶活性的内生固氮菌群;这些菌群在无氮培养基上经划线分离纯化得到40个菌株,其中26株有微弱固氮酶活性,14株检测不到固氮酶活性;从类芦茎部和狗牙根叶片中筛选到的固氮菌群在兼性厌氧的环境中有较高的固氮酶活性,且在石蜡油密封条件下,两者的固氮酶活性均最高;在不改变自然界微生物之间的协同关系情况下,混合菌群均具有较高的固氮酶活性,而人为组配混合得到的菌群固氮酶活性较低. reynaudiana)和狗牙根(Cynodondxtylon)植株内生固氮菌的固氮酶活性进行研究.结果表明:在类芦茎部和狗牙根叶片中存在高固氮酶活性的内生固氮菌群;这些菌群在无氮培养基上经划线分离纯化得到40个菌株,其中26株有微弱固氮酶活性,14株检测不到固氮酶活性;从类芦茎部和狗牙根叶片中筛选到的固氮菌群在兼性厌氧的环境中有较高的固氮酶活性,且在石蜡油密封条件下,两者的固氮酶活性均最高;在不改变自然界微生物之间的协同关系 况下,混合菌群均具有较高的固氮酶     

内生固氮菌对甘蔗伸长期光合生理特性的影响

利用联合生物固氮是有效降低甘蔗生产成本的途径之一.在温室无氮栽培条件下,将内生固氮菌株A01分别接种到6个不同基因型甘蔗(GT24、GT9、YC84/153、GT18、CP65/357和F172)中,在甘蔗伸长期测定+1叶片的叶绿素含量(叶绿素a、叶绿素b)、光合作用参数净光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔...     

植物内生细菌生物学作用研究进展

内生细菌是植物内生微生物群的主要成员 ,对寄主植物有促生、防病、固氮等多方面的有益生物学作用 ,还可以作为受体 ,将外源基因携带入植物体内 ;但是有的内生细菌对寄主植物的生长发育等也有不利的影响。由于它们生存在植物体内 ,是生物农药和生物肥料等方面的天然资源菌物 ,具有广泛的研究和应用价值     

内生真菌天然活性产物的研究进展

药用植物内生真菌能够产生许多结构新颖的活性次级代谢产物,已成为发现新天然活性物质的重要源泉。结合作者的工作,文中通过对内生真菌天然产物的分类,对这一领域的研究进展进行综述。     

植物与内生真菌互作的生理与分子机制研究进展

在自然生态系统中,植物组织可作为许多微生物定居的生态位.内生真菌普遍存在于植物组织内,与宿主建立复杂的相互作用(互惠、拮抗和中性之间的相互转化),并且存在不同的传播方式(垂直和水平传播).内生真菌通过多样化途径来增强植物体的营养生理和抗性机能.但这种生理功能的实现有赖于双方精细的调控机制,表明宿主和真菌双方都进化形成特有的分子调控机制来维持这种互惠共生关系.环境因子(如气候、土壤性质等)、宿主种类和生理状态、真菌基因型的变化都将改变互作结果.此外,菌根真菌和真菌病毒等也可能普遍参与植物-内生真菌共生体,形成三重互作体系,最终影响宿主的表型.研究试图从形态、生理和分子水平阐述内生真菌与植物互作的基础.     

产杜仲黄酮内生真菌的初步研究

由杜仲植株的根、茎、叶分离到内生真菌,分别对各菌株进行液体培养,筛选能产生与杜仲药材相同或相似黄酮类化合物的内生真菌。将培养物适当处理后,根据黄酮类化合物所特有的颜色反应进行初筛,然后根据TLC分析和紫外-可见光分光光度法测定结果进行复筛,结果从杜仲植株共分离得到44株内生真菌,其中1株(DZY5)能产出与其宿主相同或相似的黄酮类物质。     

南海半红树植物黄槿内源真菌GT20036029代谢产物研究

应用多种色谱技术从半红树药用植物黄槿内生真菌GT20036029中分离得到9个化合物,通过波谱学方法并与已知化合物数据作比较,鉴定它们分别为N-(2-羟基苯乙基)乙酰胺(1)、环(L-脯氨酸-D-异亮氨酸)(2)、环(L-亮氨酸-L-脯氨酸)(3)、环(D-亮氨酸-L-脯氨酸)(4)、环(亮氨酸-酪氨酸)(5)、环(苯丙氨酸-丝氨酸)(6)、脑苷脂B(7)、(25S)-纽替皂苷元-3-O-α-L-鼠李糖-(1→2)-β-D-葡萄糖苷(8)和(25S)-异纽替皂苷元-3-O-α-L-鼠李糖-(1→2)-β-D-葡萄糖苷(9)。化合物1为首次从海洋真菌代谢产物中分离得到。化合物8显示了较好的肿瘤细胞生长抑制活性。     

Endophytic bacterial systems governing red clover growth and development

Endophytic competent bacteria capable of promoting both beneficial and detrimental growth responses in red clover (Trifolium pratense L.) were recovered from three adjacent areas of farmland each having a different cropping history — continuous red clover, continuous potatoes (Solanum tuberosum L.) or a 2 yr rotation of red clover and potatoes. The population composition of these rhizobacteria was altered by the various crop sequences. The greatest instance of significant growth responses (beneficial or detrimental) occurred with those bacteria derived from the clover-potato soil, suggesting increased interactive ‘competition’ among bacterial populations at the ‘interface’ between different crop rotations. Whether bacterial strains promoted or inhibited growth appeared to depend on the cropping history and prior exposure of pre-bacterised clover plants to the natural microflora in the peat-based growing media. The interaction between bacterial colonists influenced plant trait expression to the degree that some characteristics were completely masked. Improvements in plant growth were interpreted as an allelopathic side-effect of the competition between endophytes for the same ecological niche, from which the plant inadvertently benefits.     

产小檗碱内生真菌的诱变

以产小檗碱的内生真菌S6为出发菌株,采用多种单一或复合诱变措施对其菌丝体进行诱变处理,最终筛选得到高产菌株S-NU-302。其小檗碱产量比出发菌株提高170%,达到12.28 mg/L;生长速率提高81.7%,达到5.72 g/L;经10次传代显示该菌株具有良好的遗传稳定性。     

一株银杏内生真菌菌株的抑菌活性成分研究

从银杏叶柄分离筛选到具抗菌活性的内生真菌Colletotrichum.SP NTB-2菌株,利用硅胶柱色谱、制备高效液相色谱等方法在其发酵产物中分离到抗枯草芽孢杆菌、鼠伤寒沙门氏菌等具有广谱抑菌活性的化合物,经MS、NMR等波谱数据确认该活性成分为芹菜素-8-C-葡萄糖苷(apigenin-8-C-β-D-glucopyranoside),该化合物首次从真菌中分离得到。     

红豆杉内生真菌产紫杉醇研究进展

本文综述了近年来产紫杉醇的红豆杉内生真菌分离和筛选、代谢和发酵的研究进展。