四棱豆根瘤细胞结构的电镜观察

四棱豆根瘤细跑超薄切片的电镜观察表明:根瘤红色中心组织包含有受根瘤菌(Rhizobium spp.)侵染细胞和非侵染细胞。细菌侵染进入宿主细胞中转变成固氮类菌体。最初可见到有周膜包裹的单个类菌体细胞。在周膜内,类菌体经细胞分裂逐渐形成几个类菌体,这就是发展成熟根瘤共生细胞结构的形态特征。本文还对四棱豆类菌体细胞结构与固氮功能的关系进行了讨论。     

不同施氮量及供氮方式对大豆根瘤生长及固氮的影响

采用框栽试验方法,研究一次供氮(指在总氮量一定的情况下以基肥的形式一次性施入,设3种总供氮量处理:75 kg/hm2、150 kg/hm2、225 kg/hm2)和分次供氮(指在总氮量一定的情况下,分别于播种前、苗期、花期和鼓粒期分4次平均施入,与一次供氮处理相同,设3种总供氮量处理)对大豆根瘤干重和数量、氮积累量、固氮酶活性及豆血红蛋白含量的影响。结果表明:一次性施氮方式下,各处理地上氮积累量随着施氮量的增加而增加,根系氮积累量则随着施氮量的增加呈先增加后下降的趋势。分次施氮方式下,花期和鼓粒期根瘤干重和数量的变化趋势一致;苗期,各组织氮积累均以一次性施氮方式高于分次施氮和对照,且随着施氮量的增加而增加(地上);随着生育时期的推进,分次施氮对大豆植株氮积累促进作用增大,各组织氮积累表现为分次施氮>一次性施氮>对照。施氮量对固氮酶和豆血红蛋白含量的影响与一次性施氮方式下相似,但整体上较之抑制作用更强。     

咪唑乙烟酸抑制大豆根瘤固氮酶活性的机理研究

【目的】探索咪唑乙烟酸抑制大豆根瘤固氮酶活性的关键机制,为解决咪唑乙烟酸长期大量应用对根瘤固氮的毒害提供依据。【方法】采用田间试验方法,研究咪唑乙烟酸茎叶处理对根瘤固氮酶活性的影响与根瘤豆血红蛋白含量、根瘤类菌体和细胞浆中氨含量的关系。【结果】咪唑乙烟酸施用后21 d内,固氮酶活性受到显著抑制。112.5和225.0 g a.i./hm2施药量下,对豆血红蛋白含量的抑制峰值分别出现在第7、14天,抑制率分别为30.52%和35.41%,抑制作用分别在第21、28天得到解除。根瘤类菌体中氨含量抑制峰值均出现在第14天,抑制率分别为35.33%和48.96%,第28天氨含量均恢复正常。细胞浆中氨含量显著增高,且分别在第 21、28天恢复正常。【结论】咪唑乙烟酸茎叶处理后,豆血红蛋白含量降低是导致固氮酶活性降低的1个重要原因,同时细胞浆中氨积累也造成了对固氮酶活性的反馈抑制。     

盆栽条件下土壤无机氮浓度对大豆结瘤、固氮和产量的影响

【目的】大豆结瘤固氮和产量对氮肥的反应不同,实际上是由于大豆共生固氮系统及其根系系统对土壤无机氮浓度的感知不同造成的。通过对不同土壤无机氮浓度下大豆结瘤、固氮及产量影响的研究,探索能提高大豆产量、结瘤和固氮的土壤无机氮浓度,即掌握土壤无机氮浓度与大豆共生固氮和产量的数量关系,为调控氮肥施用量及施用时期、预测氮肥对大豆共生固氮能力和产量的影响提供理论依据。【方法】采用盆栽土培试验方法,分别在第一片复叶充分生长（V2期）、始花期（R1期）、始荚期（R3期）和始粒粒（R5期）一次性施用不同量的氮肥,从而形成不同无机氮浓度的土壤。利用获得的不同无机氮浓度土壤为供试土壤,对各生育时期根瘤数量、干重和固氮酶活性及成熟期产量及其构成因子进行调查,明确大豆根瘤固氮和产量对土壤无机氮浓度的响应,掌握土壤无机氮浓度与氮肥及与大豆固氮和产量的数量关系。【结果】不同时期土壤无机氮浓度处理下的根瘤干重、数量和固氮酶活性均随着大豆生育时期的推进在R4期时达到最大值。R6期时大豆平均根瘤干重、数量和固氮酶活性均表现为：V2期＞R5期＞R3期＞R1期,较CK处理根瘤平均干重分别下降15%、18%、17%和32%;根瘤数量下降13%、18%、19%和20%;固氮酶活性下降19%、22%、23%和32%。不同生育时期土壤无机氮浓度与R6期大豆根瘤干重、数量和固氮酶活性间均具有显著的线性负相关关系,即土壤无机氮浓度越大对根瘤干重、数量和固氮酶活性的抑制作用越大。大豆干物质积累量和产量的变化趋势均表现为：R1期＞R3期＞V2期＞R5期。除R5期不同土壤无机氮浓度处理与CK处理间的生物量和产量差异不显著外,V2、R1和R3期不同土壤无机氮浓度处理,均显著地促进大豆生物量和产量的增加。不同生育时期处理均以N3和N4处理的生物量、株高、株荚数、株荚重、株粒重显著高于其它处理。V2期土壤无机氮浓度对大豆固氮能力和产量的影响最大,而R1期土壤无机氮浓度对大豆生长和产量的影响最大。不同生育时期不抑制大豆固氮同时还提高大豆产量的土壤无机氮浓度不同：V2期土壤无机氮浓度达到135.8 mg•kg -1;R1期土壤无机氮浓度为58-91 mg•kg-1;R3期土壤无机氮浓度为29.4-62.8 mg•kg -1;在R5期土壤无机氮浓度达到102.3 mg•kg -1。【结论】大豆对氮肥的反应主要取决于土壤无机氮浓度的大小,而土壤无机氮浓度大小的调节,除了与氮肥施用量有关外还与大豆的生育时期有关系,可以根据农业生产和科学试验的需要进行调节。其中V2期土壤无机氮浓度对大豆根瘤数量、干重和固氮酶活性的影响大于其它生育时期土壤无机氮浓度处理;而R1期土壤无机氮浓度对大豆生物量和产量的影响大于其它生育时期土壤无机氮浓度处理。     

咪唑乙烟酸对大豆根瘤固氮酶和硝酸还原酶活性的影响

【目的】明确咪唑乙烟酸对大豆根瘤固氮酶及硝酸还原酶活性的影响,为正确评价咪唑乙烟酸施用后对大豆氮代谢的影响提供依据。【方法】采用田间试验方法研究咪唑乙烟酸土壤和茎叶处理后对大豆根瘤固氮酶和硝酸还原酶活性的影响。【结果】咪唑乙烟酸土壤和茎叶处理对大豆根瘤固氮酶活性均具有显著的抑制作用。土壤处理后随着时间的延长,对根瘤固氮酶活性的抑制作用增强,至75d咪唑乙烟酸62.5,125和250ga.i.·hm-2用量下,根瘤固氮酶活性分别降低0.2186,0.2198和0.2471mmolC2H4·g-1·h-1。茎叶处理后随着时间的延长对固氮酶活性的抑制作用减小,至38d咪唑乙烟酸62.5和125ga.i.·hm-2用量下,根瘤固氮酶活性分别降低0.1778和0.2177mmolC2H4·g-1·h-1。根系硝酸还原酶活性在咪唑乙烟酸土壤和茎叶处理后受到显著的抑制作用,表现为先增高后降低。叶片硝酸还原酶活性在咪唑乙烟酸茎叶处理后30d内受到较强的抑制作用,而土壤处理后的75d,叶片硝酸还原酶只有在咪唑乙烟酸250ga.i.·hm-2时酶活性才受到显著抑制。【结论】咪唑乙烟酸土壤和茎叶处理使大豆根瘤固氮酶活性和硝酸还原酶活性显著降低,对大豆氮代谢具有显著的抑制作用。     

田菁生育期间根瘤菌固氮作用和木质素积累研究

本试验研究了田菁生育期间新老根瘤更替和根瘤菌固氮作用,干物质 C/N 比和木质素累积。试验结果表明:1.田菁生育过程中有旺盛的新老根瘤的更替。主茎一真叶有效根瘤在主根上发生,主根有效根瘤教在盛花期达最大值,结荚期则减少16%,而侧根有效根瘤数则增加40.5%,从盛花期至鼓粒期单株有效根瘤数和衰亡根瘤数均增加。2.从盛花期到鼓粒期单株有效根瘤重量显著增加,虽然单位重量有效根瘤固氮酶活性降低,而单株有效根瘤固氮酶活性提高,增加固氮量。3.田菁鼓粒期较盛花期干物质量大并提高干物质 C/N 比和木质素含量,增加单株木质素积累。     

不同氮肥施用量对大豆生长状况的影响

为了摸清氮肥施用量对大豆生长状况的影响,设置不同梯度氮肥试验。结果表明:施用氮肥能够显著增加大豆株高、叶绿素含量,促进植株干物质的积累,不同施氮水平下,株高和叶绿素含量以及植株生物量在N3P2K(高氮)处理中达到最大值,但对大豆根瘤的形成和生长则表现出抑制作用,表现为减少根瘤数量和根瘤干重,降低固氮酶活性。与低氮处理相比,其它处理的根瘤固氮酶活性较弱。增加施氮量能够改善大豆产量性状,增加大豆单株荚数和粒数,但与N1P2K(低氮)处理相比,N2P2K(中氮)、N3P2K(高氮)处理的产量稍有下降,分别减少了6.8%、1.1%。     

钒对大豆结瘤和固氮的影响

通过土培试验研究了钒对春大豆、秋大豆(Glycine max.L)结瘤和固氮的影响,试验结果表明:钒处理影响大豆结瘤,使大豆植株单株瘤数、单株瘤重减少。但钒可促进根瘤个体发育使根瘤个体重量增加,钒处理还增加大豆根瘤固氮酶活性,但不能增加大豆——根瘤共生固氮体系的固氮效率。     

根瘤菌与灰金合欢及小麦结瘤固氮作用的比较

豆科灰金合欢根瘤的固氮活性，自根瘤幼小时开始上升，成熟时达到峰值，至衰老时又急剧下降．根瘤菌在宿主豆科植物细胞内转变为固氮类菌体时，由宿主受侵染细胞分化衍生出周膜包裹．周膜内最初只有单个类菌体，随后增殖为几个群聚生存．成熟根瘤中含类菌体细胞最多，固氮作用也最大，根瘤衰老阶段固氮活性减低直至丧失．本实验结果表明：使用浓度０．５－１．０μｍｏｌＬ－１２，４－Ｄ和０．２－０．６μｍｏｌＬ－１激动素，并接种根瘤菌ＯＲＳ５７１菌株，可诱发出小麦类似根瘤结构的发育，且可测出微量固氮活性（乙炔还原率），但与豆科根瘤相比低得多．小麦类根瘤的侵染位置发生在根表皮与露出裂隙之间，用电镜照片证明根瘤菌存在于皮层受侵染细胞间隙及其细胞内部靠近核的区域．根瘤菌侵入后能够进行繁殖并可大量堆积     

氮锌配施及锌肥不同用量对夏大豆产量与品质的影响

在济宁大豆主产区嘉祥、梁山等土壤施用磷钾肥的基础上进行了氮锌配施及锌肥施用试验。2年结果表明,氮锌配施可使大豆产量得到提高,施锌条件下,最佳施氮量为72kg/hm2,锌能促进大豆根瘤增加并可提高固氮酶活性,降低氢酶活性,从而使单株有效荚数和粒数增加,同时品质得到改善,使氨基酸组份含量相应提高。     

玉米-大豆带状套作对大豆根瘤性状和固氮能力的影响

【目的】研究玉米-大豆带状套作系统中大豆生物量积累、根瘤特性、固氮酶活性和植株酰脲含量与固氮能力间的关系,明晰套作根系固氮能力的变化规律,为筛选适宜玉米-大豆带状套作的大豆品种提供理论依据。【方法】以强结瘤大豆NTS1007及其亲本BRAGG和本地耐荫大豆南豆12三个结瘤特性不同的大豆品种（系）为试验材料,在大田试验条件下,采用传统挖掘法挖根考察根瘤生长特性,并对玉豆带状套作下的大豆地上部与地下部生物量积累、根瘤固氮酶活性和植株酰脲含量进行测定和分析。【结果】与单作相比,玉豆带状套作下大豆植株生物量显著下降,地下部（33.15%）较地上部（20.84%）下降更为明显,根瘤生物量受地上部和地下部的共同调控（R2=0.613、0.916）;大豆根瘤数目、单株瘤重和酰脲含量均显著下降,根瘤数目与地下部生物量呈显著正相关（R2=0.813）;单位重量和单株固氮酶活性均显著下降,在达到峰值后下降速度均小于单作;单株固氮酶活性增长速率最快的时间滞后于单作。不同结瘤特性大豆对玉豆带状套作的响应不同,玉豆带状套作下NTS1007单株根瘤数目最多,但与单作相比其降幅最大（52.42%）,BRAGG地下部和地上部生物量、根瘤重量下降幅度最大（37.73%、31.28%、43.25%）,南豆12的根瘤数目、地上部和地下部生物量、根冠比的降幅均为最小（40.12%、10.17%、19.83%、10.41%）;玉豆带状套作下NTS1007的单株固氮酶活性和单位重量酰脲含量降幅最大（64.41%、21.72%）,BRAGG的单位重量固氮酶活性降幅最大（24.16%）,南豆12的单位重量和单株固氮酶活性、单株酰脲含量均表现为最高,且降幅最小（10.01%、45.81%、17.88%）。【结论】玉豆带状套作显著降低了大豆地上部、地下部生物量和根冠比,减少了单株根瘤数目,降低了单位重量根瘤和单株固氮酶活性,抑制了大豆固氮能力的发挥。但生殖生长后期固氮能力下降速度低于单作,这有利于套作大豆籽粒蛋白质的积累。不同结瘤特性大豆对套作的响应不同,强结瘤大豆NTS1007的地上部干物质积累和地下根瘤形成对套作环境反应敏感,南豆12则对玉豆带状套作表现出了良好的适应性。     

大豆细胞色素P450家族GmCYP78A71固氮功能解析

大豆可与根瘤菌互作进行共生固氮,有效缓解其对土壤氮素的依赖。细胞色素P450(cytochrome P450,CYP450)是一种血红素单加氧酶,参与植物信号分子、植物激素和黄酮类等多种次生代谢物的合成,为探究其在大豆结瘤固氮中的生物学功能,分析了该家族GmCYP78A71基因的结构,并对其表达模式及生物学功能进行了深入解析。qRT-PCR和转启动子大豆毛根的根瘤GUS染色表明,GmCYP78A71在根瘤中特异表达,且随着根瘤的发育表达量逐渐增高,在成熟根瘤中达到峰值;与对照相比,超表达复合植株的根瘤个数、鲜重、固氮酶活性等显著提高,而RNAi毛状根的根瘤个数、鲜重、固氮酶活性等显著降低。上述结果表明GmCYP78A71对根瘤的生长发育和固氮发挥重要作用。     

硝态氮与铵态氮对紫花苜蓿根系生长及结瘤固氮的影响

以‘甘农3号’紫花苜蓿为材料,采用砂培方法,研究了硝态氮和铵态氮对紫花苜蓿根系生长、根系活力、地上部和地下部全氮含量、根瘤数量和固氮酶活性的影响.结果表明:铵态氮培养下,‘甘农3号’紫花苜蓿的根系及根瘤生长、根系活力、地上部和全株全氮含量、固氮酶活性均好于硝态氮培养;在不同形态氮素培养下接种根瘤菌,紫花苜蓿的根系活力、...     

大豆共生固氮与叶片全氮含量之间关系的研究

:研究了在不同配比的NO3- -N与NH4 +-N下大豆根瘤的生长及根瘤固氮酶活性和叶片全氮含量的变化。结果表明 :7种配比的NO3- -N与NH4 +-N均降低根瘤鲜重 ,抑制根瘤固氮酶活性 ,但提高叶片全氮含量。叶片全氮含量与根瘤鲜重、根瘤固氮酶活性之间呈显著负相关     

不同紫云英品种与根瘤菌匹配对结瘤固氮的影响

研究不同紫云英品种与根瘤菌匹配后对紫云英的结瘤固氮影响。结果表明：M10根瘤菌种可分别显著提高8410441、闽紫6号、弋江籽的固氮酶活性、紫云英根瘤数、紫云英根瘤鲜重;ZLH2根瘤菌显著提高8410441紫云英地上部鲜重,ZK7根瘤菌提高闽紫1号紫云英全氮含量。从总固氮量来看,M10、XZ、ZLH2、ZK7、M3根瘤菌分别对提高闽紫6号、8324411、8410441、余江大叶、弋江籽品种的总固氮量效果最佳,其中以ZLH2对8410441的总固氮量最高。固氮酶活性与根瘤数呈极显著负相关,根瘤数与根瘤重呈极显著正相关,产量、全氮含量与总固氮量呈极显著正相关。通过多指标综合评价发现,ZLH2对闽紫6号、8410441的促生效果较好;M10对8324411和弋江籽的促生效果较好;ZK7对余江大叶的促生效果较好。     

氮钾肥对大豆根瘤的形成及固氮活性的影响

经试验证明,大豆施肥有利于根瘤的形成和生长,并能提高根瘤固氮酶的活性和根瘤的固氮量。特别是在施磷肥的基础上再施以适量的氮钾肥,效果更为显著。除增加根瘤的数目和根瘤重量、提高根瘤的固氮活性外,还能延长根瘤的固氮时期,提高籽实的产量。