我国根瘤菌共生固氮遗传学研究动态

本文就我国根瘤菌固氮的遗传学研究动态做一综述，内容包括根瘤菌共生固氮的遗传基础研究，如根瘤菌结瘤基因和固氮基因的定位，外源质粒与根瘤菌共生质粒的相互作用与遗传重组等，根瘤菌与豆科植物的相访识别与作用；以及我国根瘤菌遗传学研究展望。     

花生接种根瘤菌剂田间应用效果

根瘤菌与豆科植物共生固氮体系在农业生产上起着重要的作用,据报道,全球每年由豆科根瘤菌固定的氮素为8×1010 kg,约占全球生物固氮总量的65%。根瘤菌与豆科植物共生固氮不仅对豆科植物有利,而且对下茬非豆科作物也有直接或间接的益处。花生作为一种根瘤菌固氮作物,其生长发育所需最适氮素的60%～65%是由根瘤菌固氮提供的。根瘤菌接种剂的应用在农业生产中已有数十年的历史,在农业生产中发挥了至关重要的作用。据研究,土壤氮的有效性以及施肥水平与根瘤菌活性有密切关系,施氮不当可能引起花生地上部徒长,降低根瘤菌固氮能力,加重叶部病害及土传病害的发生。本试验在大田环境条件下,研究花生根瘤菌剂对花生植株主要性状及产量的影响,为合理利用花生根瘤菌技术提供科学依据,并为农业生产应用提供参考。     

根瘤菌-豆科植物共生固氮的生理生化研究

本文分析了根瘤菌-豆科植物共生固氮体系的特征:1.根瘤的形成和发育;2。根瘤内类菌体的发育;3.类菌体内固氮酶系的组合;4.豆血红蛋白的生成。并阐明了根瘤菌与共生植物的专性结合、相互作用以及两个有机体的遗传因子在相互调控中的联合表现。研究了从紫云英根瘤菌的离体类菌体在共生固氮作用中的能源物质的供应,类菌体的呼吸作用与固氮作用的关系,豆血红蛋白调控固氮体系的氧供应。并提出:1.培育与豆科作物品种有效组合的高效根瘤菌菌株;2.协调共生固氮作用中各环节的影响因素;3.豆类作物开花期适当施用氮肥,发挥根瘤菌-豆科作物固氮效率。     

微生物与植物共生结瘤固氮的分子遗传学研究进展

以根瘤菌 -豆科植物共生体系为主要代表 ,综述了近年来在结瘤固氮分子遗传学研究领域所取得的进展 ,特别是共生双方与结瘤、固氮有关的基因的定位、表达与调控     

百脉根结瘤信号通道蛋白NSP1和NSP2的相互作用

豆科植物百脉根是研究共生固氮体系的模式植物之一,对其根瘤菌共生信号转导途径和作用机制的研究,有助于揭示根瘤菌与豆科植物共生关系建立和共生体形成的奥秘.本研究利用酵母双杂交系统和体外蛋白质相互作用技术,证明百脉根GARS类家族转录因子结瘤信号通道蛋白NSPI和NSP2在体外体内均可以相互作用,并将相互作用的位点定位在NSPl的GRAS结构域的LHRⅡ区域和NSP2的LHRI区内.     

非共生生物固氮的重要作用和研究进展

生物固氮在氮气的同化中具有巨大的作用．在自然生态系统中生物固氮有3种方式，其中关于豆科植物与根瘤菌的共生固氮研究的较多，细菌自生固氮和联合固氮常被忽视。文章系统地介绍了自身固氮和联合固氮方式．并对其在生态系统中的重要作用进行了综述，同时分析和评价了生物固氮的研究和应用前景。     

慢生根瘤菌及其与花生共生机制研究进展

氮是植物生长发育所必需的大量元素之一,豆科植物通过与根瘤菌的共生固氮获得氮素.这种共生关系的建立包括结瘤和固氮两个过程,涉及复杂的互作调控机理,并受环境因素的显著影响.花生与慢生根瘤菌的共生对花生生产尤为重要,具有较多特异和未知的共生机制.本文综述了慢生根瘤菌及其与花生共生的相关内容,具体包括:(1)花生的慢生根瘤菌多...     

非豆科植物固氮系统研究进展

生物固氮是地球上最大规模的氮肥生产工厂,其中豆科植物和根瘤菌的共生结瘤固氮已为人们所熟知。非豆科植物与与之共生的微生物组成的两大类固氮系统,一是共生结瘤固氮系统,分别由非豆科木本双子叶植物与弗氏放线菌、非豆科双子叶植物与根瘤菌、裸子植物与细菌组成;二是联合固氮系统,分别由单子叶植物与联合固氮菌、非豆科木本双子叶植物与联合固氮菌组成,它们都是陆地生态系统中的重要供氮者。     

根瘤菌类菌体繁殖能力的研究历史

类菌体是根瘤菌侵入豆科植物根系后,在植物细胞内分化成的某种呈棒状,分枝状,球状或杆状等的特殊的共生固氦形态。类菌体是根瘤菌固氮的直接作用者,对于类菌体生理生化特性的研究,历来就是生物固氮研究中的一个重要课题。     

调控豆科植物共生固氮能力关键基因被成功克隆

虽然空气成分中约有80％的氮,但一般植物无法直接利用。而花生、大豆、苜蓿等豆科植物,通过与根瘤菌的共生固氮作用可以把空气中的分子态氮转变为植物可利用的氨态氮。豆科植物与根瘤菌之间的这种独一无二的共生固氮“合作关系”引起了科学家们的广泛兴趣,科学界一直在豆科植物中寻找相关的调控基因。豆科植物在种子发芽生根后,根瘤菌从根毛入侵植物根部,在一定条件下,     

15N示踪技术在植物N素营养研究中的应用及进展

近年来,由于氮肥利用效率的不断下降,植物氮素的营养学研究更是日益受到重视。氮肥利用率受施氮水平、施用方法、土壤性状、气象条件、品种类型等多种因素的影响,平均利用率只有30%-35%。减少氨的挥发和反硝化作用,选育氮高效、耐低氮品种是提高氮素利用率、减少环境污染与资源浪费和实现农业可持续发展的主要途径。本文简要概述15N标记技术尤其是示踪技术在植物氮素的吸收、利用及分配等方面的应用及近年来的研究进展。     

Farmer's Adoption of Improved Nitrogen Management Strategies in Maize Production in China: an Experimental Knowledge Training

Chemical fertilizer plays an important role in increasing food production in China. Nevertheless, excessive nitrogen fertilizer use in China has resulted in severe environmental problems. The goal of this paper is to examine the impacts of an improved nitrogen management (INM) training experiment on farmers' chemical nitrogen (N) use behaviors in maize production in China. Based on household data collected from 813 maize farmers in Shandong, China, this study finds that while INM training can significantly reduce farmers' N fertilizer use, an INM training is not sufficient to change farmer's practices significantly, and farmers only partially adopted the recommended INM. This study reveals that China faces challenges to transform its agriculture to a low-carbon one. The research also sheds light on China's extension system and future technologies in meeting the objectives of reducing the excessive nitrogen fertilizer use in agricultural production.     

生物质炭对南方典型农业生态系统土壤氮素利用率的影响

由于农田生态系统过量施肥而产生的气候变化和氮肥利用率较低的问题日益严重,寻找改善土壤质量、减少温室气体排放以及增加作物产量的有效途径尤为重要。近年来,生物质炭在全球范围内被广泛应用于农业生态系统的固碳减排,而其对各类农田生态系统氮素转化以及作物产量的影响并不一致。本文选取生物质炭对南方典型的稻麦轮作系统以及菜地生态系统氮素利用率的影响进行比较,为进一步研究不同农业生态系统中生物质炭与氮肥、植株的互作关系以及合理利用提供理论依据。     

氮素营养诊断技术的发展及其在马铃薯生产中的应用

合理使用氮肥,提高氮肥利用效率,降低环境风险,是实现农业可持续发展的重要环节,氮素营养诊断技术的研究和应用是合理氮素管理的前提.介绍了氮素营养诊断的方法、特点以及发展,并在此基础上综述了马铃薯氮素营养诊断的研究进展,分析了在中国马铃薯生产中深入开展氮素营养诊断的必要性和重要意义.最后提出了马铃薯营养诊断需解决的关键问题.     

Effects of Nitrogen Forms on Carbon and Nitrogen Accumulation in Tomato Seedling

Utilization of organic nitrogen （N） is an important aspect of plant N assimilation and has potential application in sustainable agriculture. The aim of this study was to investigate the plant growth, C and N accumulation in leaves and roots of tomato seedlings in response to inorganic （NH4^＋-N, NO3^-N） and organic nitrogen （Gly-N）. Different forms of nitrogen （NH4^＋-N, NO3^--N, Gly-N） were supplied to two tomato cultivars （Shenfen 918 and Huying 932） using a hydroponics system. The plant dry biomass, chlorophyll content, root activity, total carbon and nitrogen content in roots and leaves, and total N absorption, etc. were assayed during the cultivation. Our results showed that no significant differences in plant height, dry biomass, and total N content were found within the first 16 d among three treatments; however, significant differences in treatments on 24 d and 32 d were observed, and the order was NO3^--N 〉 Gly-N 〉 NH4^＋-N. Significant differences were also observed between the two tomato cultivars. Chlorophyll contents in the two cultivars were significantly increased by the Gly-N treatment, and root activity showed a significant decrease in NHa^＋-N treatment. Tomato leaf total carbon content was slightly affected by different N forms; however, total carbon in root and total nitrogen in root and leaf were promoted significantly by inorganic and organic N. Among the applied N forms, the increasing effects of the NH4^＋-N treatment were larger than that of the Gly-N. In a word, different N resources resulted in different physiological effects in tomatoes. Organic nitrogen （e.g., Gly-N） can be a proper resource of plant N nutrition. Tomatoes of different genotypes had different responses under organic nitrogen （e.g., Gly-N） supplies.     

黄土高原地区农田土壤的硝态氮残留及其生态效应

根据文献资料，分析了黄土高原地区农田土壤残留氮素的形态、数量、分布、影响因素及其生态效应，提出了调控土壤氮素残留需进一步研究解决的问题。     

有机肥养分在农田中的生态效应分析

利用田间定位试验方法,研究了有机肥养分在农田中的生态效应,阐明了有机无机肥配施和有机肥在持续农业中的作用。证明有机肥是土壤钾的重要来源,施用有机肥对于缓解氮磷钾比例失衡有重要作用;有机无机肥配施,可以提高有机氮的利用率,有机氮的利用率可达１８０８％～１９３６％,减少损失率达１４２０％～１５７１％;有机无机肥配施比单施有机肥或单施化肥玉米产量都高。     

稳定性~(15)N示踪技术在农业氮肥利用中的应用

[目的]氮肥在农业中占有重要的地位,因此植物氮素的营养学研究日益受到重视。了解稳定性~(15)N示踪技术应用于氮素的分配、积累及氮素利用率情况。了解稳定性~(15)N示踪技术在农业氮肥利用中的应用,为提高氮肥利用率、实现生态农业可持续发展提供必要的理论支持。[方法]利用文献资料概述稳定性~(15)N示踪技术在小麦、水稻、烟草、果树、豆科作物上的应用,着重论述氮素吸收、利用、分配的研究现状。[结果]稳定性~(15)N示踪技术是研究氮素营养吸收规律的一种方便、快捷、灵活的方法之一,在科学施肥、植物营养、农用化学物质残留等农业方面已被广泛应用。[结论]今后,应将稳定性~(15)N示踪技术应将更多的应用到农业、环境、生物食品学领域,拓宽稳定性同位素的应用范围,并建立和完善相关的同位素定量化解析模型,提高测定位同位素的准确性。     

稳定氮同位素示踪技术在农业面源污染研究中的应用

在对稳定氮同位素示踪技术的基本原理进行了简要的论述后,从示踪氮源、氮循环过程和化肥氮去向3个方面探讨稳定氮同位素示踪技术在农业面源污染中的应用,并结合该领域现状探讨其研究前景。     

有机肥氮素矿化研究进展与展望

有机肥在农业生产中作为重要的肥源,受到人们的广泛关注,但过量施用有机肥对生态环境具有潜在的威胁,明确有机肥矿化理论对有机肥养分资源的合理利用具有重要的指导意义。综述了评价有机肥矿化的指标,分析了土壤湿度、温度及有机肥C/N等因素对有机肥矿化速率和矿化势的影响,归纳了有机肥氮素矿化研究方法,剖析了各种研究方法的适用条件及各种数学模型的应用范围,提出了今后有机肥矿化的主要研究方法和研究重点。