内蒙古典型草原的生物量与生产力

氮素是植物生长和作物高产的限制因素。氮素来源主要是生物固氮和化学固氮。生物固氮是地球表面氮素的主要来源。在生物固氮中,目前最有效的还是豆科根瘤菌固氮。但近年来,禾本科植物根系与固氮菌的联合固氮作用引起了人们的广泛重视。联合固氮是自生固氮和共生固氮体系的中间类型,固氮细菌与相应联合植物之间具有较密切的相互影响,但又不象形成根瘤那样具有共生结构。这种联合固氮作用在自然界中广泛存在,各种作物,热带和亚热带牧草的根际和根表均有联合固氮菌存在,它们能提供土壤氮素。经测定水稻根际每个生长季非藻类的生物固氮量达25—30     

禾谷类作物与微生物联合共生固氮作用的研究

生物固氮作用对农业生产的重要意义是众所周知的。近十年来,在生物固氮研究的各个方面都有许多重要的进展。细菌与植物联合固氮作用的发现,为非豆科植物扩大利用生物固氮的前景开辟了一条新的途径。联台固氮体系是介于自生固氮体系与共生固氮体系的中间类型。固氮细菌与相应联合的植物之间具有较密切的相互影响,但是它们又不像根瘤菌与豆科植物那样形成特异的共生构造一根瘤。这种固氮     

根瘤菌与豆科植物之间的“分子对话”

根瘤菌是一类格兰氏阴性好气的异养型土壤细菌,它们能侵染豆科植物形成一种特殊的结构—根瘤,将大气中的氮气转化为植物可以直接利用的氨,即共生固氮作用。其在农业上的潜在应用价值推动了全世界范周内的科学家进行了一个多世纪的持续研究。目前,根瘤菌与豆种植物共生固氮体系是所有微生物与植物相互作用中了解得最为清楚的一个系统。 宿主专一性(host specificity)是这一共生固氦体系的一个非常重要的特征,即每一种根瘤菌(或菌株)都有一定的宿主范围,只能在一定数量的豆科植物上结瘤。研究表明,在共生体系形成的过程中,     

基因水平转移在根瘤菌进化中的研究进展

豆科植物与根瘤菌之间形成的共生固氮是自然界效率最高的一种固氮体系,在农业生产上具有重要的应用价值。由于根瘤菌的宿主专一性较强,每种根瘤菌只能与有限的豆科植物形成共生关系,近来的一系列研究表明共生基因的水平转移和宿主条件下的适应性进化是推动根瘤菌进化的重要方式。综述了基因水平转移的主要方式在根瘤菌进化和扩大宿主范围上的重要作用,以及获得共生性状的菌株在建立共生体系时存在的问题和解决方法,旨为共生固氮在农业生产中更好地应用提供思路。     

细菌-植物联合固氮研究进展

生物固氮过程对农业生产的重要意义是众所周知的。工业固氮一年约提供4千万吨氮肥,而生物固氮则每年贡献约1亿吨。从生态学观点看,自然界存在三种固氮体系:自生固氮(如自生固氮菌),共生固氮(如根瘤菌和豆科植物共生)和联合固氮(如雀稗和雀稗固氮菌的联合)。本文只介绍联合固氮体系的研究进展。联合固氮体系是自生固氮和共生固氮体系的中间类型。固氮细菌与相应联合的植物之间具有较密切的     

固氮生化遗传学研究进展Ⅱ(续)

二、共生固氮的生化遗传学共生固氮是固氮生物和宿主植物两者相互作用和协调的结果。前者将固定的氮供宿主植物合成氨基酸和蛋白质,后者将光合作用部分产物输送到根瘤,为细菌进行固氮提供能量。共生固氮的生化遗传学更为复杂。涉及到细菌和植物各自的遗传学和它们之间的相互作用,其研究比较困难。但由于分子     

非共生生物固氮微生物分子生态学研究进展

氮是限制生态系统生产力的主要元素,生物固氮是自然生态系统中氮的主要来源.生物固氮包括共生、联合和自生固氮3种类型,其中联合固氮和自生固氮统称为非共生固氮.相对于共生固氮而言,非共生固氮速率虽然较低,但其不需要与其他生物形成共生体系就可以生存并进行固氮,在时空分布上更加广泛,因此对生态系统氮循环特别是素输入具有重要贡献.本文对近年有关非共生固氮微生物的多样性、土壤和叶际固氮微生物的分布特征及影响因素等研究进展进行了综述,并在此基础上阐述了现有研究中存在的问题和发展前景.     

一株分离自裸子植物罗汉松根瘤的根瘤菌

根瘤菌与豆科植物共生结瘤固氮被认为是地球上最重要的生物固氮体系. 裸子植物罗汉松与根瘤菌共生结瘤至今未见报道. 采用常规根瘤菌分离技术从罗汉松及其变种小叶罗汉松根瘤中分离获得11株内生细菌, 将它们回接宿主可导致结瘤, 乙炔还原法测出微弱的固氮酶活性. 传统的生理生化鉴定方法和16S rDNA全序列分析证明该内生细菌代表菌株GXLO 02隶属于根瘤菌.     

载有苜蓿根瘤菌巨型质粒的豇豆根瘤菌侵染苜蓿根瘟的形态

生物固氮的过程是把大气氮素还原为氨,为植物生长提供有效的氮素营养。在共生固氮过程中,根瘤菌与豆科植物共生有着较为严格的宿主专性关系,如苜蓿根瘤菌只诱导苜蓿植物结瘤固氮,豌豆根瘤菌只诱导豌豆植物结瘤固氮。     

非共生固氮菌及其固氮作用

生物固氮作用是生态系统中重要的氮素来源,参与固氮作用的微生物对植物的生长发育至关重要。与共生固氮微生物相比,非共生固氮微生物地域分布更广泛、种类更多,对全球生态系统中氮素循环有着重要意义。本文总结了非共生固氮菌的分类及系统发育,非共生固氮菌的群落构建过程和机制;归纳了不同生态系统(如草原、森林、海洋、农田等)、植物不同部位(如林冠、叶际、根际、根内、凋落物等)和土壤中非共生固氮菌的群落组成及固氮潜力的差异,以及影响非共生固氮菌群落组成和固氮潜力的主要因素(如气候因素、土壤理化性质、人为措施等);并整理了常用的研究非共生固氮菌及其固氮潜力的检测方法。     

共生固氮研究取得新的重要进展——西红柿共生固氮实验获得成功

西红柿(蕃茄)是茄科(非豆科)植物一类蔬菜作物。一般是不能与微生物行共生固氮作用的,但有一类细菌--根癌病农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)能引起西红柿形成肿瘤(冠瘿瘤),这是一种有害的寄生现象。如何消除这种有害,或变害为益、或实现非豆科经济作物有效共生固氮?这是当今国际上密切注视的重要课题。     

根瘤菌铁转运代谢及其调控机制研究进展

根瘤菌是一类可以与豆科植物高效共生固氮的兼性共生细菌,在全球氮循环及绿色可持续农业中发挥重要作用。为了适应土壤、根圈和宿主体内等多变的生活环境,根瘤菌对营养物质的感知和获取能力至关重要。铁不仅是根瘤菌在土壤中生长繁殖的限制性营养元素,更直接参与固氮酶、豆血红蛋白、电子呼吸链等与共生固氮密切相关功能蛋白的合成。因此,根瘤菌在自生和共生阶段如何获取自身所需的铁是生物固氮领域所特别关注的重要研究内容。综述了近年来有关根瘤菌中Fe2+、Fe3+-铁载体复合物、血红素吸收途径以及RirA/Irr等参与铁稳态调控方面的研究进展并进行归纳分析,以期为后续的研究工作提供借鉴。     

甘蔗固氮内生菌——重氮营养醋杆菌的研究进展

在巴西,许多地区甘蔗的栽培已有几十甚至几百年的历史,尽管氮素供应明显不足,但甘蔗的产量和土壤中的氮素储备并没有随时间的推移而下降。认为甘蔗可能得益于生物联合固氮。通过氮平衡和１５Ｎ技术已证明生物的联合固氮作用对牧草和甘蔗等农作物的生长有重要的农学意义。认为甘蔗所吸收的氮素中有８０％可能来自生物固氮作用,只有少数来自施放到土壤中的化合态氮［１］。迄今已从甘蔗根际中分离到１１个属的固氮细菌,但是这些存在于甘蔗根际固氮菌的数量都不足以解释发生于甘蔗中的高效固氮作用．对甘蔗与固氮菌的联合共生固氮作用的深…     

粪产碱菌(Alcaligenes faecalis)A-15与水稻根的结合作用

近年来,联合共生固氮作用已逐渐为人们所重视,与共生、自生固氮生物不同,这些细菌多聚集在植物根表,在根部的粘胶层中,部分细菌可进入根表层内。粪产碱茵A—15是从水稻根分离到的固氮细菌,     

联合固氮菌的合成生物学研究进展

氮素是作物生长过程中最重要的元素,氮素缺乏将会严重影响作物生长。随着人类对粮食的需求量增加,化学氮肥的施用量越来越多。生物固氮在全球氮素循环中有着重要的作用,60%的氮来源于生物固氮。因此,生物固氮,尤其是能够在作物中定殖的联合固氮菌,最有可能代替氮肥成为粮食作物的主要氮源。长期以来,如何提高生物固氮效率以及在作物中实现生物固氮是生物学家的重要研究方向。合成生物学的出现和发展为能够生物固氮的研究带了新的机遇,有望缓解粮食作物对化学氮肥的大量需求。本文概述了固氮菌的种类、联合固氮菌中固氮基因岛的组成以及转录调控机理,阐述了合成生物学在生物固氮领域中的研究现状,对未来的联合固氮菌合成生物学的发展方向作出了展望。     

不同植物根内固氮螺菌(A. lipoferum)对寄主植物专一性探讨

近年来,作为根际微生物主要内容的联合性共生固氮作用,已广泛引起人们的注意,并已取得较大进展。已有的试验证明,联合性固氮的专一性不仅表现在植物的种类,有时还表现在特定的品种上。     

固氮基因转移的研究进展

生物学家特别是微生物学家、生物化学家、分子遗传学家十分注视生物固氮和固氮基因转移问题。目标是。如何把原核生物系统的固氮基因转移到高等植物特别是粮食作物中去,使它们能自主地进行共生固氮作用。实现这个目标还不是眼前的事,有的科学家认为,需要10年左右的时间才能达到这一目标。美国哈佛大学(F.M.Ausubel)、Cornell大学(A.A.Szalay)等已成功地将固氮基因(来自土壤中能够固氮的Klebsiella)     

固氮基因转移的研究进展

生物学家特别是微生物学家、生物化学家、分子遗传学家十分注视生物固氮和固氮基因转移问题。目标是。如何把原核生物系统的固氮基因转移到高等植物特别是粮食作物中去,使它们能自主地进行共生固氮作用。实现这个目标还不是眼前的事,有的科学家认为,需要10年左右的时间才能达到这一目标。美国哈佛大学(F.M.Ausubel)、Cornell大学(A.A.Szalay)等已成功地将固氮基因(来自土壤中能够固氮的Klebsiella)     

乙炔还原法测定固氮作用的限制因素

乙炔还原法测定固氮作用的限制因素樊惠（中国农业科学院土壤肥料研究所,北京１０００８１）测定固氮生物固氮量的直接方法主要有全氮法、Ｎ￣（１５）示踪法。前者曾在生物固氮早期的研究中成功地被应用,但其灵敏空较低。后者是固氮量测定的准确、可靠的方法;但由于费...     

蓝藻的光合固氮和谷氨酰胺合成酶之间的关系初探

蓝藻一类固氮生物固定空气中分子氮所形成的氨的进一步同化虽然不属于生物固氮的概念和研究范畴,但是,由于氨对蓝藻固氮酶有阻抑效应,所以细胞中要不断进行固氮作用,则必须将固氮产物氨立即通过氨基酸合成蛋白质。这一过程是通过谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)的偶联,以及各种氨基酸和蛋白质合成酶参与下