山西土著花生根瘤菌的数量分布及其共生结瘤固氮特性

在山西土壤气候条件下,土著花生根瘤菌数量变化范围在每克土壤５０～１５０００个之间,其生态分布褐土高于潮土,晋南多于晋中、晋北。主栽花生品种的自然结瘤率达７６０％,单株结瘤量为２０９±１４７个,日固氮量０３８～１２２ｍｇ,每公顷固氮１０～３０ｋｇ。单株固氮总活性与单瘤固氮比活性的高峰出现有所不同,前者在荚果期,后者在盛花期。土著根瘤菌的固氮强度与结瘤量无相关性,覆膜栽培与增施磷肥均具有良好的共生固氮生态效应。     

华癸中生根瘤菌(Mesorhizobium huakuii)研究进展

综述了华癸中生根瘤菌(Mesorhizobium huakuii)遗传多样性、质粒多样性、质粒的功能、结瘤因子、结瘤基因、胞外多糖等方面的研究进展。这类菌只能在紫云英上结瘤,1997年并入Mesorhizobium。选取大量菌株进行REP-PCR、16S和23S rDNAPCR-RFLP等分析,揭示其分为16种16S rDNA基因型。选用不同16S rDNA基因型的部分代表菌株进行部分16S rDNA测序。能够在紫云英上结瘤的根瘤菌可以分为2个类群。表明这类菌具有遗传多样性,存在不同的种。它们多数含共生质粒,共生质粒定位于最大或次大质粒上,质粒数1~5个不等,其分子量范围在53~906 kb之间。质粒缺失菌株表现为不结瘤(Nod-)和结瘤而不固氮(Nod ,Nif-)。某些质粒缺失还影响LPS合成、抗酸性、竞争结瘤能力。其结瘤因子能诱导紫云英根毛变形,它们的结瘤因子结构类似于苜蓿根瘤菌的结瘤因子。它们的结瘤基因具独特性,nodA与nodBC分隔一定距离,且具有保守性。它们产生的胞外多糖在侵染结瘤过程中发挥重要作用。     

紫云英根瘤菌结瘤因子过表达工程菌株的建构

将紫云英结瘤调节基因nodD1整合到多拷贝质粒PRK29O上，通过三亲株杂交导人紫云英根瘤菌Ra159中，利用根毛变形实验，检测重组菌株与野生菌株产生结瘤因子的差异，发现重组菌株产生的结瘤因子提高10倍，为分离、鉴定结瘤因子打下基础。     

紫云英根瘤菌结瘤因子的生物学功能

利用紫云英种子浸提物诱导紫云英根瘤菌野生型菌株７６５３Ｒ产生结瘤因子（ＮｏｄＲｈ）。根毛卷曲试验表明，ＮｏｄＲｈ能诱导产生各种形式的根毛变形、卷曲和分枝，并且能诱导形成典型的“牧羊拐”状卷曲，与菌体正常侵染所引起的变化相同。同时发现，相对较高浓度的结瘤因子ＮｏｄＲｈ能抑制根的生长，形成粗短根。在制备紫云英根瘤菌接种剂的过程中，利用种子浸提物诱导产生结瘤因子，能显著提高根瘤菌的侵染结瘤能力。     

氮肥对蚕豆结瘤和植株生长的影响

在温室条件下,利用盆栽试验分析不同氮肥施用水平、不同种植模式下的蚕豆结瘤和植株生长情况。结果表明,氮肥对蚕豆的结瘤抑制作用强烈,但种内竞争和间作会缓解或增强氮肥对蚕豆的结瘤抑制作用,氮肥对作物生长的促进作用不受蚕豆结瘤水平的影响。     

快生型大豆根瘤菌（R. fredii）与不同地区栽培大豆的共生效应

6个R. fredii血清型菌株与19个栽培大豆的结瘤试验表明：R. fredii2048和USDA 191有效结瘤率与B.japonicum USDA 110和113-2一样,达100%。其它R.fredii为69%-89%。快生型菌株与来自山西、辽宁、山东等地的栽培大豆及北京黑豆、白黑豆亲和力强。 测定12株R. fredii的根瘤,其中8株在鄂豆2号的根瘤中豆血红朊含量与USDA 110相当或略高。 快慢型之间的结瘤竞争力受品种影响甚大。盆栽条件下随接种量的增大,R. fredii在根瘤中的占有率随之增加。 本研究证明选择R.fredii菌株与栽培大豆的优良组合,因地制宜,可发挥R. fredii的共生固氮效益。     

红小豆根瘤菌结瘤数与农艺性状之间的相关性分析研究

为了探索红小豆根瘤菌在大田中的结瘤数特性,发现不同生态类型红小豆根瘤菌结瘤数之间的差异,研究以65份不同生态类型的红小豆种质资源材料为研究对象,通过对其农艺性状及根瘤菌结瘤数大田采集,计算机数据分析,结果表明在不同的性状的红小豆之间结瘤数表现出较大的差异,匍匐类型红小豆结瘤数均值高出直立类型23.97;极差高出值为32.3。通过各性状之间相关性分析结果显示：结瘤数和红小豆的株高、主茎分枝、单株结荚数,单株荚粒数表现出极显著正相关,相关系数分别为0.663325、0.410746、0.438036、0.283786;和主茎节数表现显著正相关相关系数为0.137257;与单荚长、百粒重表现负相关,相关系数分别为-0.08542、-0.3913和百粒重相关达极显著水平。通过试验研究得出由于不同生态类型的红小豆根瘤菌结瘤数存在的差异,育种工作者可以利用这些差异达到创新种质的目的。     

大豆固氮能力对生长及产量影响的研究

利用克拉结瘤（Ｒｊｉ）和非结瘤（ｒｊｉ）等位基因系，通过５种氮处理试验，研究大豆田间固氮能力变化情况。试验结果表明，施氮对结瘤和非结瘤品系产量的反应曲线都呈二次抛物线形，只不过曲线方向正相反。施氮量与开花后的日平均固氮速度之间呈极显著正相关，与固氮总量间虽也呈负相关，但相关不显著。     

紫云英根瘤菌的分离与鉴定

从采自福建各地紫云英的根瘤中分离出具有一般根瘤菌特征的菌株18株,在对其进行初步细菌学特性鉴定的基础上,利用16S rDNA进行序列分析,确定其系统发育地位.鉴定结果为:YX、Z3、GZ与ZK1为中慢生根瘤菌属Mesorhizobium菌种,B3、XZ、M6与百脉根中生根瘤菌Mesorhizobiumloti可能为同一菌属的不同变种;ZLH2为黄单孢菌属Xanthomonas菌种;M3、M10、ZK7、ZQH、B4、B7为土壤杆菌属Agrobacterium菌种;B6、B5、B1、Z1为根瘤菌属Rhizobium菌种.为了进一步考察各鉴定菌株的结瘤情况,利用琼脂试管法和水培法将部分菌株与紫云英闽紫品种(1号、5号、6号、7号)和80410411品系进行配对结瘤,研究结果不仅进一步阐明了紫云英根瘤菌的系统发育多样性,并且通过对比琼脂试管法和水培法在结瘤结果上的异同,为探究紫云英与不同根瘤菌结瘤能力的差异提供了一种简便可行的研究方法.     

ACC脱氨酶对大豆快生根瘤菌及苜蓿中华根瘤菌共生固氮与竞争结瘤的影响

利用大肠杆菌S17-1与根瘤菌进行两亲本接合转移,将苜蓿中华根瘤菌Sm1021中的ACC脱氨酶基因导入大豆快生根瘤菌HH103,在苜蓿中华根瘤菌Sm1021中过表达ACC脱氨酶基因,探讨ACC脱氨酶对根瘤菌共生固氮及竞争结瘤的影响。结果显示:接种过表达ACC脱氨酶的重组根瘤菌Sm1021,宿主植物地上部分鲜质量与结瘤数量有所增加;接种外源导入ACC脱氨酶的重组根瘤菌HH103,能够增加结瘤数,提高植物地上部分干质量且竞争结瘤能力增强。但是,接种2种重组根瘤菌后,宿主植物的根瘤鲜质量和根瘤固氮酶酶活性无明显变化。     

沙棘和沙枣根瘤中固氮放线菌物种多样性研究

[目的]以沙棘和沙枣根瘤为研究对象,深入研究固氮放线菌物种的多样性。[方法]以通常用于分离弗兰克氏菌属（Frankia）固氮放线菌的无氮BAP、S、JA、ISP4、CB-CcI3、DPM和FTW等为固体和液体培养基,对采集自内蒙古通辽和赤峰的沙棘（Hippophae）和沙枣（elaeagnus）植物根瘤进行放线菌的分离纯化,并依据16S rDNA序列测定结果对分离物进行系统发育分析。[结果]分离得到的8株放线菌分属于小单孢菌属（Micromonospora）、链霉菌属（Streptomyces）、野野村菌属（Nonomuraea）和假诺卡菌属（Pseudonocardia）,所有根瘤样品中均未分离到弗兰克氏菌属菌株;采用弗兰克氏菌属16S-23S rDNA间隔区序列的特异性引物对所采集的沙棘和沙枣植物根瘤总DNA进行PCR扩增,未出现特异性的16S-23S rDNA间隔区序列条带。[结论]非豆科植物根瘤内固氮放线菌具有物种多样性,为今后固氮放线菌物种多样性研究提供借鉴。     

沙棘根瘤的解剖学研究

为了解沙棘根瘤的固氮能力，对其进行了形态结构和解剖结构的研究。结果表明：沙棘（Hippophae rhamnoides)的根系发达，具有很强的分蘖能力，而且能和放线菌中的弗兰克氏菌（Frankia)共生，形成根瘤。对根瘤生长、发育及形成的泡囊进行了研究，明确了根瘤的寄生部位和泡囊的固氮情况，并深入研究了Frankia菌的分离培养以及根瘤的侵染过程。     

Frankia菌侵染木麻黄与其共生结瘤程序

通过回接结瘤后定期制作半薄、超薄切片,在光学和电子显微镜下观察研究了分离自浙江省短枝木麻黄Casuarina equisetifolia根瘤的2株Frankia菌的侵染过程。结果表明:Frankia菌从根毛细胞侵入后向内部的皮层细胞延伸,受Frankia菌侵入的刺激,侵染的根毛细胞产生大量电子云密度不等的沉积物。沉积物包裹Frankia菌继续向内侵染,形成侵染线穿越细胞壁进入邻近细胞,最终到达根瘤。根瘤产生的时间程序为:接种 6 d 后Frankia菌已侵染根部细胞;接种 12 d 后形成了根瘤原基;15 d 后根瘤原基的部分薄壁细胞被Frankia菌侵染后,转变为前根瘤;接种 24 d 后前根瘤进一步生长发育伸长,突出皮层后形成新根瘤并最终发育成成熟瘤。Frankia菌的整个侵染过程为:Frankia菌侵染形成侵染线形成界面质穿壁繁殖泡囊孢子。根瘤的发育可概括为:根瘤原基前根瘤成熟瘤。图9参20     

沙棘根瘤及根瘤内弗兰克氏菌形态的显微观察

沙棘根系可以与土壤中的弗兰克氏菌形成特殊的共生固氮器官——根瘤。以中国沙棘为材料，利用光学显微镜和透射电子显微镜对根瘤形态、瘤瓣解剖结构和根瘤中弗兰克氏菌的存在形式进行了较为细致的观察。结果表明，沙棘根瘤是以单个瘤瓣为基本单位、经多次二叉分枝形成的珊瑚状结构；瘤瓣的各个组织均有侵染细胞的存在，其中外皮层和中皮层外侧区域的侵染细胞分布密集，中皮层的内侧区域以及中柱内侵染细胞相对较少；弗兰克氏菌在侵染细胞内以菌丝体、泡囊和孢子囊3种不同的形式存在。这些观察结果为相关研究提供了更为清晰和直观的基础资料。     

杨梅共生菌Frankia的分离培养及侵染特性

采用根瘤匀浆和根瘤切片法对福建南部、中部和东北部的杨梅根瘤共生菌进行了分离,并进行菌株培养、初步鉴定及侵染特性检测。结果获得6株共生菌,菌株具有分枝状菌丝、孢囊、泡囊等典型Frankia的特征性结构,经无氮诱导有固氮活性,在BAP液体培养基中生长良好,适宜的碳源为乙酸钠、丙酸钠和丙酮酸钠,适宜的氮源为酪蛋白。5个菌株生理类群为B型,细胞壁化学组分为Ⅲ型,菌株FMr16比较特异,具有串珠状菌丝体,生理类群为A型,细胞壁组分为Ⅱ型。侵染结果表明,6个菌株可侵染杨梅、沙枣、沙棘和四川桤木,但不使木麻黄结瘤,菌丝体接种效果好于根瘤匀浆接种,菌丝体分批接种效果优于单次接种。     

AM菌根真菌和根瘤菌对四季豆生长影响的效应初报

为充分利用菌根菌的解磷作用与根瘤菌的固氮作用,减少化肥的施用,尝试给豆科植物接种AM菌剂和根瘤菌剂。通过室内和田间试验,结果表明,接种AM菌剂和接种根瘤菌剂可提高四季豆结瘤率和结瘤量(接种47d后结瘤量增多了67%)、增加根重和根径、促进四季豆生长、增加单果重及荚果大小,接种根瘤菌可增加根部土壤全氮含量和速效磷的含量,增加四季豆经济产量,最多达30%。     

广西杨梅根瘤Frankia菌的分离和培养特性研究

采用根瘤切片法从广西本地杨梅根瘤中分离获得3株内生菌,经镜检、革兰氏染色和BAP无氮培养基培养,证实这3株内生菌为Frankia sp.,分别命名为MF3、MF6和MF9。对这3株分离株在不同碳源、氮源和pH值的培养特性进行研究。结果表明,3株分离株在分别以吐温-80、葡萄糖、丙酸钠为碳源的BAP培养基上生长良好,3株分离株对琥珀酸钠的利用较差;适宜的氮源为酵母膏、酪蛋白和氯化铵,尿素的利用率低。3株分离株均适合在pH 5.5～6.5范围内生长,pH 7.0以上生长受到抑制。     

土壤氮循环微生物过程的分子生态学研究进展

固氮作用、硝化作用和反硝化作用是土壤微生物参与氮素循环的三个重要方面。自分子生态学方法应用于土壤学后,土壤微生物作用于氮素循环过程的机理研究取得了若干重要进展。包括:1)利用固氮菌的nifH基因作为分子标记研究有机质、氮素与固氮微生物之间的关系,发现固氮微生物的丰度和群落结构与土壤有机质含量呈正相关。然而,固氮微生物的丰度和群落结构与土壤速效N含量呈负相关,施用氮肥会抑制固氮微生物的生长,施氮土壤固氮微生物数量减少,多样性降低。2)以氨氧化微生物功能基因为探针,揭示了土壤pH与氨氧化微生物分布关系密切,碱性土壤中氨氧化细菌是硝化作用主要参与者,而酸性土壤中氨氧化古菌是硝化作用的主导者。土壤中N素的含量也影响氨氧化微生物的数量和群落结构,施入氮肥后氨氧化微生物的数量和活性增加。3)利用反硝化功能基因为分子标记研究土壤因子对反硝化细菌群落的影响,阐明了土壤可溶性有机碳、pH和土壤水分是影响反硝化细菌数量和群落结构的重要因子,并且发现土壤反硝化细菌与土壤反硝化能力和氧化亚氮释放之间存在着一定的联系,但这种联系在不同研究对象中存在差异,需要进一步确认。目前,利用分子生物学技术解析土壤氮素循环微生物生态功能取得了重要的进展,但还需进一步深入。今后,将采用包括同位素在内的示踪技术与分子生物学方法相结合共同分析氮循环不同代谢过程微生物种群间的相互关系以及氧化亚氮产生与硝化和反硝化微生物之间的关系。     

2种立地条件下沙棘林地土壤中细菌多样性比较

利用高通量测序技术对陕西省中部和北部2个中国沙棘林地（永寿县马坊镇马坊林场和榆林市榆阳区转龙湾乡）表层（5~20 cm）土壤中细菌的特征区域进行检测，对比分析了2个林地土壤细菌群落结构和组成，并分析弗兰克氏菌科各细菌属的相对丰度与年平均降雨量和主要土壤营养因子之间的关系，以阐明环境条件对沙棘林地表层土壤中弗兰克氏菌群落的影响。结果表明，转龙湾林地土壤中细菌菌群丰富度指数（Ace指数和Chao1指数）高于马坊林地，而2个地区的细菌群落多样性指数（Shannon指数和Simpson指数）差异不大。从马坊和转龙湾林地土壤中分别获得89 467条和85 279条测序序列，可归类为2 658条和2 887个操作分类单元（operational taxonomic unit，OTU），其对应的细菌分属于26个门66个纲144个目275个科474个属和30个门75个纲164个目322个科584个属；2个林地在门和纲组成上的一致性分别达到83%和78%；在细菌目和科的分类水平上，2个林地土壤细菌群落中相对丰度较高的细菌目的组成、以及这些目所含的主要细菌科的组成高度相似，但各菌目以及同一菌目中各菌科的相对丰度在不同林地之间存在明显差异。弗兰克氏菌目（Frankiales）细菌在马坊和转龙湾2个林地中的相对丰度均比较低，分别只有0.44%和0.76%；从2个林地土壤中共获得弗兰克氏菌目下的 20条OTU代表序列（其中共有序列19条），分属于7个科12个属；弗兰克氏菌科（Frankiaceae）弗兰克氏菌属（Frankia）在土壤营养条件较好、降雨量较多的马坊林地土壤中的相对丰度占该目细菌的5.57%，显著高于土壤营养条件较差、降雨量较少的转龙湾林地（相对丰度在该目中为0.77%）。据此，可计算出弗兰克氏菌属在2个沙棘林地土壤整个细菌群落中的相对丰度分别仅为0.011%和0.002%。弗兰克氏菌属的相对丰度与土壤全N和碱解N含量以及年平均降雨量呈显著正相关。综上所述，不同立地条件下沙棘林地表层土壤中细菌群落组成差别不大，但各类细菌的相对丰度差别较大；具有固N能力的弗兰克氏菌属细菌的相对丰度很低，而在降雨较为充沛、以及土壤有机质和矿质营养条件较为丰富的立地条件下，其相对丰度显著高于降雨较为稀少和土壤较为贫瘠的立地条件。     

中国北部菲丽蚧亚科的初步研究(同翅目:蚧科)

通过对中国北部菲丽蚧亚科的初步研究, 发现了３ 个中国新记录属和３ 个中国新记录种。文中给出中国北部菲丽蚧５ 属７ 种检索表, 并详细记述和图示了３ 个新记录种