紫云英根瘤菌Hup°菌株吸氢与固氮

紫云英根瘤菌109菌株经NTG诱变后,选出1027,1247,1439,1675 4株菌株,其生长比野生型109菌株快,而其吸氢活性对碳底物不敏感或部分敏感,称为Hup°菌株。菌株1675和1439形成的根瘤其吸氢前的滞后时间缩短,表明内源抑制吸氢的效应缓解。经回接,1675菌株的Hup°性状较1439菌株稳定。由根瘤内分离回收的1675-1和1675-32两菌株,其共生体的吸氢与固氮活性均比菌株109高,其根瘤的耗氧量比109根瘤低,说明1675菌株有利于根瘤累积碳底物。     

紫云英根瘤菌及巴西固氮螺菌的氢酶表达特征

紫云英根瘤菌氢酶表达依赖于H_2并受碳底物和高O_2浓度的阻遏及cAMP的显著促进。整体细胞的吸氢活性对O_2不敏感,受碘乙酸(50mmol L~(-1))的强烈抑制。少数氧化还原电位为正值的人工电子受体可支持吸氢活性。与紫云英根瘤菌不同,巴西固氮螺菌氢酶表达并不依赖于H_2,受碳底物阻遏及cAMP促进的效应均不显著,而对O_2敏感。整体细胞吸氢活性受碘乙酸的抑制作用不明显。无论正、负值氧化还原电位人工电子受体均可支持吸氢活性。在经饥饿的静止细胞中,H_2可支持固氮活性并增强固氮酶对O_2的耐受能力。     

紫云英根瘤菌109菌株吸氢特性及碳底物的调节

紫云英根瘤菌109菌株完整细胞的吸氧活性,在空气气相中衰减快,加氢或降低温度,衰减延缓。完整细胞的吸氢反应受体,包括甲基蓝、氧、铁氰化钾、TTC、甲基紫精、Cyt C_3、硝酸钾、DCPIP和反丁烯二酸盐的表现不相同。当氧为受体时,气相氧浓度为5％,吸氢值最大,甲基蓝为受体时,吸氢活性高。另外,氧为受体的吸氢受到碳水化合物抑制,并与基础吸氧速率相关。紫云英根瘤菌的氢氧化与碳水化合物氧化竞争电子传递途径。     

紫云英根瘤菌109菌株氢酶诱导表达

根瘤菌自生培养物的吸收分子氢系统,不但可以在自养或异养的固体培养基上表达,而且也可以在异养的液相培养基中表达。其表达受碳水化合物、氧和分子氢浓度诸环境因子调节。诱导氢酶须用指数后期的培养物进行;所有试验过的可利用的碳水化合物均可阻抑氢酶表达;而20m mol/L的KNO_3和NH_4Cl对氢酶表达也有阻抑作用。正交组合试验指出紫云英根瘤菌的高吸氢活性是在40％N_2,14％H_2,4％O_2以及4.2％CO_2的气相条件下表达。Ar取代H_2后,无吸氢活性;氢酶表达后,移去H_2,则表达停止。氧浓度稍高阻抑氢酶表达;氯霉素的阻抑表达效应与氧阻抑类似。     

固氮螺菌氢代谢与固氮作用的关系I.固氮螺菌放氢现象与吸氢能力的研究

本文研究了固氮螺菌(Azosptrillum brastlense)的放氢现象和吸氢酶活性以及与固氮作用的关系。测定了57株固氮螺菌的放氢现象及其固氮酶活性,其中不放氢41株,微放氢14株,其放氢量为2·63—31.00n mol C2H4／ml菌液·小时。放氢量较多的2株R38{和R256A都是从水稻根表上分离获得,其放氢量分别为185.75n mol H2／ml 菌液·小时和547．00 moIH2／ml 菌液·小时。测定了53株螺菌的吸氢酶活性,它们均具有吸氢能力,其吸氢量各异,0-63-27·38n mol H2／ml菌液。小时。生长在含有NH4CI培养基上的固氮螺菌既没有固氮能力,也不产氢。在无氮培养基上所产生的氢是固氮过程中放出的氢。实验结果指出,C2H2抑制氢酶的活性。当吸氢的菌株与放氢菌株混合培养时,其固氮酶活性比单株纯培养高,有氢存在时,固氮酶活性比不加氢时高。     

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。     

紫云英根瘤菌109菌株吸氢的诱导表达——核苷、核苷酸与烟酸的促进效应

核苷酸和烟酸的添加,使紫云英根瘤菌109氢酶吸氢活性表达增加。cAMP(1 mmol/L),烟酸(70 mmol/L)的存在,缓解了葡萄糖酸钠或果糖引起的吸氢活性阻遏,cAMP的解阻遏效应在年轻的菌体(48 h)表现较为明显。但以MB为受体的破碎细胞吸氢活性则未见增加,烟酸的促进效应受到氯霉素(40μg/ml)的抑制。其他核苷或核苷酸,如腺嘌呤,尿嘧啶,ATP,ADP,AMP,UMP,UTP都能促进吸氢活性的表达。诱导氢酶前,细胞ATP库已处于低水平,并保持稳定,添加琥珀酸盐后,ATP库水平提高,吸氢活性表达受抑。     

紫云英根瘤菌的诱变

根瘤菌的感染性是形成有效共生关系的一个重要性状。获得感染性强,即主要是形成有效根瘤早的菌株,是根瘤菌育种工作的一个重要方面)。我们探索了(60)~Co-γ射线和亚硝基胍(N-甲基-N′-硝基-N-亚硝基胍,简称NTG)     

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。     

固氮螺菌氢代谢与固氮作用的关系II．苯环类化合物对固氮螺菌吸氢与固氮作用的影响

本文报道了苯环类化台物对固氮螺菌的固氮及吸氢作用的影响。试验结果表明,固氮螺菌能利用苯作为碳素营养,在无其他碳源存在的情况下,生长在含有50和500m肘浓度苯的培养基中,固氮螺菌表现出固氮和吸氢活性。0.5mM的苯酚对固氮螺菌的固氮和吸氢活性略有刺激作用,而I．OmM即表现较强的抑制作用。固氮螺菌完全不能利用对硝基苯酚和2,{一二硝基苯酚作为碳源,即使是0．1mM的浓度对螺菌的固氮和吸氢活性均产生抑制作用。     

蓝藻Anabaena 7120的吸氢及其和固氮活力的关系

分子氢通过氢酶活动支持蓝藻固氮。氢酶活性高低变化规律与蓝藻固氮活性大小在趋势上是一致的。氢对固氮产生的效用与蓝藻本身所处的内外界生理条件也有一定的联系。但是,正如前文曾经指出过的,蓝藻的吸氢特性和包括固氮在内的其它生理生化功能的关系,都还没有得到完全的阐明。本文以具有不同固氮活力的蓝藻Ana-     

根瘤菌吸氢酶基因转移的研究

通过三亲本杂交将含有花生根瘤菌吸氢基因的质粒pZ 55(Tcr)转入不吸氢的花生根瘤菌Ra 34等菌株 (Hup- ,Nif+,Apr)中 ,筛选到既具有吸氢又具有固氮能力的花生根瘤菌结合株Rz34 2。在自生和共生条件下 ,结合株均可表达高吸氢和高固氮活性。以结合株Rz34 2接种的花生植株叶片的干重比不接种的、接种受体株Ra34(Hup- )和接种对照菌株L8 3(Hup+,Nif+)的分别高 6.2 %、7.6%和 6.3% ;种子的含氮量分别高 8 9%、1.00 %和 6.0 % ;产量分别高 188%、1 0 5%和 1 0 7%。研究结果表明 ,以含吸氢基因的结合株接种花生能提高根瘤菌与花生的共生固氮效率 ,增加作物的产量。     

毛豆根瘤菌转吸氢基因的研究

通过三亲本杂交将携带豌豆根瘤菌吸氢基因的质粒ｐＡＬ６１８转移到台湾毛豆根瘤菌２９２－Ｃ中,经抗性筛选、质粒检测和吸氢活性测定,得到能稳定遗传的结合株２９２－Ｃ２和２９２－Ｃ３。在自生条件下结合株均表现较高的吸氢活性,而受体株２９２－Ｃ不吸氢,在共生条件下结合株表现为高吸氢,而受体株表现为放氢。     

自生条件下根瘤菌的氢酶表达与固氮的联系

在自生条件下,研究了根瘤菌的氢酶与固氮酶的共轭表达(coexpression)。氢酶表达受碳源限制和氧耗速率的调节,并为固氮酶表达条件促进,在固氮酶放氢的诱导下而与固氮酶共轭表达。此外,观察到外源氢支持根瘤菌自生固氮的活性,氢支持效应被葡萄糖酸钠和氧抑制。     

毛豆根瘤菌转吸氢基因的研究

通过三亲本杂交将携带豌豆根瘤菌吸氢基因的质粒pAL₆₁₈转移到台湾毛豆根瘤菌292-C中,经抗性筛选、质粒检测和吸氢活性测定,得到能稳定遗传的结合株292-C₂和292-C₃。在自生条件下结合株均表现较高的吸氢活性,而受体株292-C不吸氢,在共生条件下结合株表现为高吸氢,而受体株表现为放氢。