用试管-玻片培养技术研究铵对木麻黄根瘤形成的影响

用植物试管玻片培养技术研究NH_4~ 对细枝木麻黄及Frankia菌株Co01共生体系建立过程的影响。NH_4~ (100,150ppm(NH_4)_2SO_4)通过阻止菌株Cc01与其宿主细枝木麻黄根毛壁的亲和作用来影响结瘤。但NH_4~ 不能阻抑菌株Cc01中结瘤基因pel和cel的表达及纤维素酶和果胶酶活性,且菌丝一旦侵入宿主皮层细胞,并形成根瘤原基及前根瘤,则NH_4~ (250ppm(NH_4)_2SO_4)就不再阻止原基进一步发育为成熟的根瘤。但在这种情况下,NH_4~ 能抑制根瘤的固氮活性。     

甘肃宁夏部分地区结瘤豆科植物调查

据Allen统计,全世界范围内已研究的与根瘤菌共生结瘤的豆科植物种数不足0．5％。继续发掘结瘤固氮的豆科植物资源,研究其共生固氮的生理生态学特性,仍然很重要。位于我国西北的甘肃、宁夏两省区面积约45万km’。该区域内既有以小陇山和西秦岭为代表的“暖温带半湿润、半旱生落叶阔叶林与森林草原气候”及白龙江流域的“亚热带大陆湿润气候”,也有阿拉善高原的“亚洲中部大陆干旱荒漠气候”,故植物种类繁多,区系成分复杂。其中豆科植物占有相当的比例。为了开发这些固氮生物资源,我们于1992～1993年对甘肃大部、宁夏南部地区豆科植物…     

大豆结瘤突变体成分的初步分析及其对硝酸还原酶活性和结瘤的影响

超结瘤大豆（Ｇｌｙｃｉｎｅ ｍ ａｘ （Ｌ．） Ｍｅｒｒ．） ｎｔｓ ３８２ 和不结瘤大豆Ｎｏｄ ４９ 的叶和根组织水提取物经Ｓｅｐｈａｄｅｘ Ｇ２５ 过滤、洗脱,再根据洗脱物对硝酸还原酶（ＮＲ）活性的影响可划分为４ 个组分（ｆｒａｃｔｉｏｎ）样品,即ｎｔｓ ３８２（Ｎｏｄ ４９） Ｆ１、ｎｔｓ ３８２（Ｎｏｄ ４９） Ｆ２、ｎｔｓ ３８２（Ｎｏｄ ４９） Ｆ３ 和ｎｔｓ ３８２（Ｎｏｄ ４９） Ｆ４。其中, ｎｔｓ３８２ Ｆ２ 和Ｆ４ 抑制ＮＲ 活性作用在接种ＵＳＤＡ１１０ 后明显下降, 但接种的ｎｔｓ ３８２ Ｆ２ 却能提高大豆Ｂｒａｇｇ 的结瘤数达一倍, 而接种的ｎｔｓ ３８２ Ｆ３ 和Ｆ４ 的作用不明显。ＮＲ 活性抑制因子不是刺激结瘤的因子, 刺激结瘤的因子主要分布在接种的ｎｔｓ３８２ Ｆ２ 部分中。与这一现象相反, Ｎｏｄ ４９ Ｆ２ 和Ｆ４ 抑制ＮＲ活性的作用在接种后更强, 且也抑制大豆ｎｔｓ ３８２ 的结瘤, 其中Ｎｏｄ ４９ Ｆ４ 抑制结瘤的作用基本不能逆转。抑制结瘤因子主要分布在接过种的Ｎｏｄ ４９ Ｆ４ 部分中     

寄主大豆对根结瘤的控制

我国９个大豆品种感染根瘤菌ＵＳＤＡ１１０后,产生不同的结瘤数,低者在２０个以下,高者在６０个以上。赤豆、绿赤豆也可被感染结瘤,而豇豆、扁豆则不能。超结瘤大豆ｎｔｓ３８２作为接穗时能诱导我国大豆原结瘤数有４５个的开育１０号、原结瘤数有１２个的大黄分别发生高结瘤。ｎｔｓ３８２作为砧木时,则不能表现超结瘤,表达超结瘤因子能传给我国大豆,反之存在于我国大豆中的限制超结瘤的因子也能传给ｎｔｓ３８２。ｎｔｓ３     

干旱和湿润生境下辽东栎群体遗传结构及其适应意义的初步研究

应用同工酶分析方法,测定北京市东灵山区两个分别代表干旱和湿润生境的辽东栋（ＱｕｅｒｃｕｓｌｉａｏｔｕｎｇｅｎｓｉｓＫｏｉｚ．）群体的遗传结构。共分析统计了１３ 个酶系统３０ 个位点。结果表明：辽东栎群体内部存在丰富的遗传变异（多态位点百分率为８６．６％ ,等位基因平均数为２．２５）。两群体遗传结构的相似性程度很高（Ｄ＝ ０．０２９, ＧＳＴ＝ ０．０４８）;但在个别位点上仍存在较大差异,这些差异的产生可能与对小生境的适应有关。对不同年龄段的初步分析结果显示,基因频率的动态变化可能有其适应意义     

一氧化氮对豆科植物结瘤及固氮的影响机制

豆科植物-根瘤菌共生过程受双方基因复杂且精细的调控, 能够产生特异的根瘤结构并可将大气中的惰性氮气(N₂)转化为可被植物直接利用的氨态氮。结瘤与固氮受多种因素影响, 其中, 一氧化氮(NO)作为一种自由基反应性气体信号分子, 可参与调节植物的许多生长发育过程, 如植物的呼吸、光形态建成、种子萌发、组织和器官发育、衰老以及响应各种生物及非生物胁迫。在豆科植物中, NO不仅影响寄主与菌共生关系的建立, 还参与调控根瘤菌对氮气的固定并提高植株氮素营养利用效率。该文主要从豆科植物及共生菌内NO的产生、降解及其对结瘤、共生固氮的影响和对环境胁迫的响应, 阐述了NO调控豆科植物共生体系中根瘤形成和共生固氮过程的作用机制, 展望了NO信号分子在豆科植物共生固氮体系中的研究前景。     

西南地区壳斗科物种丰富度和特有性分布格局模拟及其环境解释

如何准确地模拟物种宏观丰富度格局和特有性中心是生物多样性保护工作的重点,也是生物地理学的热点话题。西南地区是我国壳斗科植物最丰富的地区之一,但物种多样性格局及环境驱动机制尚不清楚。本研究基于西南地区161种壳斗科植物7258个分布点位数据,利用点格局法和物种分布模型两种方式构建了物种丰富度、加权特有性指数和校正加权特有性指数的分布格局,并采用空间自回归模型(SAR)分析上述3个多样性指数与环境因子间的关系。总体上看,物种分布模型模拟的3个指数在空间上比点格局法更为连续,但数值高低分布情况具有相似性: 两种方式模拟的物种丰富度高值区主要分布在滇南边缘、桂北部和桂西南部地区(62～89种);加权特有性指数最大值集中在滇南和桂西地区(1.77～5.02);藏东南、秦岭-大巴山、桂西南部和滇东南地区具有最高的校正加权特有性指数(0.07～0.17)。SAR模型结果显示:最干月降雨量、温度季节性变化标准差、海拔变幅和土壤有机碳含量对物种丰富度的影响均显著,最干月降雨量、温度季节性变化标准差、潜在蒸散量和海拔变幅对加权特有性有着显著影响,温度季节性变化标准差、最干月降雨量、历史温度变化、增强型植被指数变异系数和海拔变幅对校正加权特有性的影响显著;SAR模型对物种丰富度、特有性指数和加权特有性指数的拟合效果(R²=0.857、0.733、0.593)分别优于普通线性模型(R²=0.689、0.425、0.422)。综上,水分可获得性、气候季节性、生境异质性、历史气候变化和土壤状况是制约西南地区壳斗科丰富度和特有性分布的最重要因素。滇南、滇东南、桂西南、桂西、秦岭-大巴山以及藏东南地区是壳斗科物种丰富度中心或特有性中心,应受到重点关注和保护。     

刺槐核糖体蛋白同源基因RpRPL22在共生结瘤过程中功能研究

目的: 核糖体蛋白(RPs)属于多功能蛋白,能够参与调控细胞生长和响应胁迫条件。RpRPL22是一个从豆科植物刺槐中分离得到的结瘤相关基因,通过序列比对发现其与核糖体大亚基蛋白RPL22高度同源。对其如何通过调控根瘤菌侵染而在共生结瘤过程中发挥重要作用进行了较为深入的探索。方法: 利用实时荧光定量PCR技术(qRT-PCR)分析RpRPL22在接菌后不同时间及不同植物组织的表达变化。利用cDNA末端快速扩增技术(RACE)获得目的基因cDNA全长。通过GFP报告基因进行RpRPL22亚细胞定位分析。通过Gateway BP重组技术构建RNA干扰(RNAi)重组载体,借助电转化法将重组载体转至农杆菌K599,利用农杆菌介导植物根部,接菌后观察和测量植株表型。首先从宏观水平统计观察目的基因是否对结瘤过程有影响,其次从分子水平揭示目的基因在共生结瘤过程的重要功能。结果: 不同接菌时期、不同植物组织目的基因qRT-PCR相对表达量结果显示,几乎在所有取样的接菌时间,目的基因RpRPL22在接菌根中的相对表达量都低于未接菌对照根,只有接菌后第25天除外。在成熟的根瘤中,接菌后第25天该基因的表达量也最高。洋葱表皮和毛状根亚细胞定位结果均显示在椰菜花叶病毒(CaMV)的35S启动子控制下,RpRPL22融合绿色荧光蛋白GFP的荧光信号在细胞核和细胞质有明显的表达。RNAi转化植株的表型统计观察结果,比如植株鲜重、植株的有效结瘤数目较对照组均有明显的降低;同时RNAi转化植株在根瘤菌侵染过程形成的侵染线数目和根瘤原基数目较对照均显著降低。根瘤切片实验用于观察根瘤显微超微结构,结果显示RNAi植株根瘤中固氮区的受菌侵染细胞数目与对照相比明显减少。电镜观察根瘤单个受菌侵染细胞中类菌体形态显示,RNAi根瘤中类菌体侵染细胞胞体多呈不规则形状,皱缩变形严重,环类菌体周间隙空间增大,多共生体融合,表现出细胞凋亡的迹象。对照根瘤中的受菌侵染细胞胞体多呈圆形椭圆形,胞质饱满丰富且分布均匀,细胞发育正常,表明RNAi植株根瘤发育过程明显受阻。结论: 核糖体蛋白(RP)能够参与调控豆科植物共生结瘤过程,相关同源基因RpRPL22可能在起始根瘤菌侵染植物和阻止类菌体降解过程中起重要作用。