快生型大豆根瘤菌（Rhizobium fredii）与我国栽培大豆共生有效性研究

26株快生型大型大豆根瘤菌（R.fredii）与我国25个栽培大豆品种共生试验表明：R.fredii能与我国栽培大豆有效共生,固氮酶活性[C#-（2）H#-（4）]一般在3～6nmol·L#+(-1) g#+(-1) h#+(-1),接种在跃进5号、山宁2号、鲁豆4号、民权圆蛋粒和上海早毛豆等品种上共生效果与慢生型大豆根瘤菌B.japonicum 15006（P.R.C. 005）相当或超过之。但R.fredii对大豆品种的选择性更明显,26个菌株的接种有效率平均为49%,其中15067（USDA191）为89%。4株R.fredii接种在夏大豆跃进5号、鲁豆4号和山宁2号上的田间小区实验每亩增产大豆10.6～32.1kg,增产幅度9.4%～31.4%。大田接种平均每亩增产大豆22.1kg。     

光敏生物素标记总DNA探针对大豆根瘤菌的检测

以光敏生物素标记慢生型大豆根瘤菌USDA110总DNA作为探针，与快生型大豆根瘤菌杂交，没有杂交斑点形成．而与慢生型大豆根瘤菌中的部分菌株能形成杂交斑点，表明该探针具有种和部分菌株特异性．用该探针与压碎的根瘤汁液进行DNA杂交，检测USDA110在不灭菌的盆栽土壤中的竞争结瘤能力，发现USDA110在大豆不同生育期的占瘤率为70％～90％．     

快生型大豆根瘤菌的结瘤竞争性及其田间分布调查

快生型大豆根瘤菌的结瘤竞争能力是生产应用的重要指标之一。Mcloughlin(1984)的研究指出、快、慢型大豆根瘤菌混合接种时,快型菌在“北京”黑豆的根瘤占优势,而在栽培大豆品种内为劣势。我们用快、慢型大豆根瘤菌以不同比例混合后接种栽培大豆品种“开育8号”和“吉林10号”,收获后以相应菌株抗血清去识别根瘤,观察快、慢型大豆根瘤菌的结瘤竞争能力。同时在山西、河南、山东、辽宁、黑龙江、江西、宁夏、新疆等8个省(区)的24个点采取47个大豆品种(次)的4.251个根瘤,以5个不同血清型的快型大豆根瘤菌的抗血清测定每个根瘤,计数各点快型菌出现的频率。     

快生型大豆根瘤菌的耐盐机制和结瘤性状

1983年,我们自天津及新疆盐碱地分离了14株快生型大豆根瘤菌,一般都能耐0.3—0.4MNaCl,其中 RT19菌株为轻度嗜盐细菌,在无盐的 YM 培养液中生长缓慢,但在含有0.3MNaCl 的 YM 培养液中生长迅速,而且在0.6MNaCl 条件下仍可生长。该茵还可在酸性(pH5.0)和碱性(pH10.5)条件下生长,表现出较强的抗逆性。从美国引进的 USDA191等11株快生型大豆根瘤菌也能在0.3—0.4MNaCl 条件下生长。将这些菌株在夏播大豆112-2-4作结瘤试验,发现除 USDA191外,其他快生型大豆根瘤菌的结瘤和固氮能力一般较差。天津快生型大豆根瘤菌也有类似现象,但其中 RT14菌株表现出较高的固氮酶活性。USDA191能在13个不同的大豆品种结瘤,表明该菌具有广谱性。在0.2MNaCl 条件下,USDA191菌株细胞内的谷氯酸含量急剧上升,以平衡培养基的渗透性。而且,它的耐盐性与培养基所含的氨基酸有关。     

新疆二株快生型大豆根瘤菌

<正>已知大豆根瘤菌都是慢生型菌株。1982年,美国H.H.Keyser等人首次报道从我国采集的试样(土壤和根瘤)中分离出快生型大豆根瘤菌。1985年我们也从新疆阿克苏地区乌什县种植的晋豆83大豆的根瘤中分离到两株快生型大豆根瘤菌,编号为QXA001和QXA019。以北京农业大学生物工程学院微生物专业快生型大豆根瘤菌USDA205和慢生型大豆根瘤菌USDA6为对照研究表明,QXA001和QXA019的许多特性基本与USDA205相似。     

不同施肥条件下接种根瘤菌对鲜食大豆结瘤和产量的影响

为探索不同根瘤菌和减施氮肥对鲜食大豆结瘤和产量的影响,通过盆栽试验,设置不接种根瘤菌常规施肥(CK1)、不接种根瘤菌减氮施肥(CK2)、接种慢生型大豆根瘤菌USDA110常规施肥(U1)、接种慢生型大豆根瘤菌USDA110减施氮肥(U2)、接种费氏中华根瘤菌CCBAU45436常规施肥(C1)和接种费氏中华根瘤菌CCBAU45436减施氮肥(C2)处理,研究不同施肥水平和根瘤菌接种水平下鲜食大豆的根瘤数、根瘤质量、根瘤固氮酶活性和产量的差异.结果表明,在常规施肥水平下,花荚期C1处理的根瘤数大于CK1处理,差异极显著;根瘤质量、根瘤的固氮酶活性在各处理间无显著差异.采青期C1处理根瘤数大于CK1处理,差异极显著,C1处理的根瘤鲜质量、根瘤干质量也显著大于CK1,根瘤的固氮酶活性在各处理间无显著差异.减氮施肥水平下,花荚期U2处理的根瘤数显著大于CK2处理;U2处理的根瘤鲜质量、根瘤干质量显著大于C2处理,与CK2无显著差异;根瘤的固氮酶活性在各处理间无显著差异.采青期C2处理的根瘤数显著大于U2处理,根瘤鲜质量、根瘤干质量和根瘤的固氮酶活性在各处理间无显著差异.不接种根瘤菌水平下,花荚期和采青期CK1、CK2处理的根瘤数、根瘤鲜质量、根瘤干质量和根瘤的固氮酶活性无显著差异.接种USDA110根瘤菌水平下,花荚期U2处理的根瘤固氮酶活性显著高于U1处理,采青期差异不显著;花荚期、采青期的根瘤数、根瘤鲜质量、根瘤干质量在U1处理与U2处理间均无显著差异.接种CCBAU45436根瘤菌水平下,花荚期C2处理的根瘤固氮酶活性显著高于C 1处理,采青期差异不显著;花荚期、采青期的根瘤数、根瘤鲜质量、根瘤干质量在C 1处理与C2处理间均无显著差异.综合说明,接种根瘤菌影响了鲜食大豆的结瘤情况,但对根瘤的固氮酶活性影响不大.减施氮肥影响了花荚期鲜食大豆根瘤的固氮酶活性,但对结瘤影响不大.不同施肥水平和根瘤菌接种水平下各处理间产量均无显著差异,但U2、C2处理的鲜食大豆单株鲜籽粒产量比CK1处理分别提高了4.61％、4.24％,在减施氮肥后接种根瘤菌提高了鲜食大豆的产量.     

黄河口盐碱地大豆根瘤菌分离鉴定及田间应用

开发利用盐碱地种植大豆是提高我国大豆生产能力、保障粮食安全的重要途径，然而高盐碱环境严重抑制大豆生长，限制大豆产量。接种根瘤菌可增强大豆对盐胁迫的耐受性，从而提高盐碱地大豆产量。本研究从黄河三角洲黄河口地区分离到一株大豆根瘤菌DY23-9,经形态学观察和16S rRNA基因测序，鉴定该菌株为弗雷德中华根瘤菌(Sinorhizobium fredii)。DY23-9菌株可与11种耐盐碱大豆共生结瘤，能够在D-苹果酸、L-天冬酰胺酸、L-丝氨酸、D-甘露醇和N-乙酰基-D-葡萄胺等18种单一碳源条件下生长，最短世代时间仅为4.13 h。与模式菌株USDA110和USDA205相比，菌株DY23-9具有耐低温和耐盐优势。菌株DY23-9在实验室条件和大田条件下均对耐盐碱大豆TZX-805有显著的促生作用，并显著增加盐碱地大豆产量。以上结果表明土著根瘤菌DY23-9在盐碱环境中具有明显的生长优势，能够在黄河三角洲滨海盐碱地大豆生产中发挥促生增产作用。本研究为耐盐碱大豆根瘤菌的开发利用及盐碱地大豆高效种植技术的发展提供了菌株资源和理论依据。     

大豆根瘤促生剂对费氏中华根瘤菌产结瘤因子影响

以费氏中华根瘤菌(Sinorhizobium fredii)为研究对象,利用紫外分光光度计对大豆根瘤促生剂的作用进行了初步研究。结果表明:大豆根瘤促生剂可以使费氏中华根瘤菌的对数期提前,稳定期延长;同时,该根瘤促生剂可以诱导费氏中华根瘤菌产生结瘤因子;在根瘤促生剂存在的条件下,使用实验室培养的黄豆芽配制的培养基可以促进结瘤因子的产生;最佳的结瘤因子诱导剂为全豆芽研磨液+大豆根瘤促生剂,诱导剂的最佳用量为1.0%,最佳诱导温度为30℃。     

超慢型大豆根瘤菌的分离和初步鉴定

1982年从辽宁省铁岭地区的风沙干旱盐碱地区的野生大豆(Glycine soja) 根瘤中分离得到一个大豆根瘤菌的新类群——超慢型大豆根瘤菌。此类群与快生型和慢生型大豆根瘤菌一样,在栽培大豆上结瘤良好,并能固氮。但不在草木樨、豌豆、紫云英、百脉根等豆科植物上结瘤,可在绿豆上结瘤并能测出固氮酶活性。生理生化特性上有许多特性与另外两群有较大差异,已进行的初步鉴定表明,主要表现在:(1)菌落如针尖大小,直径≤1mm:(2)在根瘤菌标准培养基上产碱能力强。据对超慢型12个菌株液体培养,生长5天pH达7.72～8.09,而所测定的慢生型大     

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。     

根瘤菌接种方式对复播大豆生长及结瘤的影响

[目的]研究不同根瘤菌接种方式对复播大豆生长及结瘤效果.[方法]以前期分离、鉴定、纯化的3株根瘤菌菌株为材料,对新疆南疆地区复播大豆新大豆8号进行种肥、随水滴施、拌种等接种方式试验,测定其根瘤数、根瘤干重、植株性状、产量及其构成因素的变化.[结果]接种根瘤菌均能促进大豆根系结瘤和生长发育,根瘤菌SN7-2促进效果最明显...     

大豆根瘤菌的分离与分子鉴定

为进一步发掘新的根瘤菌资源,丰富和充实根瘤菌资源库,本研究采用平板分离的方法从大豆根瘤中分离纯化根瘤菌,获得的菌株进行盆栽回接试验,结果表明分离获得的5株根瘤菌代表菌株均可在大豆上结瘤,具有结瘤能力。根据已公布大豆根瘤菌共同结瘤基因nodA保守区域设计引物对其进行了分子鉴定均获得了nodA PCR扩增产物,从而在分子水平上实现了对根瘤菌的快速鉴定。     

接种大豆根瘤菌(Sinorhizobium fredii)遗传工程菌株LMG101对大豆的增产效应

 笔者曾报道带外源肺炎克氏杆菌 (Klebsiellapneumoniae)nifA的大豆根瘤菌 (Sinorhizobium fredii)工程菌株LMG10 1在实验室条件下具有较高的结瘤固氮效率 ,用其接种大豆幼苗可以提高大豆生物量。本项工作通过 3年的田间小区试验 ,对工程菌S .frediiLMG10 1的田间施用效果进行了研究。试验表明 ,接种工程菌S .frediiLMG10 1能有效地提高大豆的结瘤固氮效率和大豆产量。接种工程菌S .frediiLMG10 1的大豆植株固氮酶活力分别比对照和接种出发菌植株高 3.1倍和 2 .1倍 ,与之相应工程菌占瘤率也较高 ,大豆田间产量分别比对照和接种出发菌提高 10 %和 5 %以上 ,统计差异显著 (P <0 .0 5 )。     

紫云英根瘤菌不同菌株间结瘤竞争能力的比较

通过竞争结瘤试验研究紫云英根瘤菌不同菌株间的竞争结瘤能力,以紫云英宁波大桥品系为宿主植物,7株分离自不同生境紫云英根部瘤体内的菌株与中慢生华癸根瘤菌7653R为研究对象,采用单独接种、与7653R菌株1∶1混合接种方式,在30 d时采样,统计根瘤数量、根瘤质量、不同菌株的占瘤率、定殖能力等。结果发现,紫云英根瘤菌2号菌株的竞争能力与7653R相当,其他菌株的竞争性都不同程度地弱于7653R,尤其是1号菌株的定殖能力最弱,仅是7653R占瘤率的9%。在同时含有2种根瘤菌的瘤体内,7653R和竞争菌株的数量比例相近。不同生境根瘤菌的竞争结瘤能力存在差异,试验同时获得了1株与经典菌株7653R竞争能力相当的紫云英根瘤菌菌株。     

钼肥与玉米大豆间作体系中大豆根瘤数的互作效应

采用三元二次回归正交旋转组合设计,进行钼肥对玉米大豆间作体系中大豆根瘤数影响的研究.结果表明,施钼量与玉米密度及带型配置都有一定的互作效应,当玉米密度、带型配置适当时,施入钼肥能增加大豆根瘤数.无论玉米在高密度48000株·hm-2或低密度36000株·hm-2条件下,施钼肥均能提高间作体系大豆根瘤数;无论在低带型2∶4或高带型3∶2条件下,施钼肥均能增加大豆根瘤数.在本试验条件下,当玉米密度为42 000株·hm-2、玉米与大豆带型配置指数为2∶2、大豆钼酸铵施用量为4 182.736g·hm-2时,间作体系中大豆根瘤数可达36个·株-1,为全处理最高水平,间作效果最好.     

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。     

StP5CS基因过表达增强高温胁迫下菜用大豆结瘤固氮的能力

高温胁迫严重影响菜用大豆的结瘤固氮过程,增强高温胁迫下菜用大豆结瘤固氮的能力对提高菜用大豆产量具有重要意义。采用蛭石栽培的方法,以转StP5CS基因菜用大豆(T6)为试验材料,研究在35℃高温胁迫下StP5CS基因过表达对菜用大豆结瘤固氮的影响。结果显示:转基因株系的株高、干鲜重及根瘤数目、根瘤干鲜重、单株荚数、粒数、种子重均显著高于非转基因株系(WT);转基因株系根瘤中脯氨酸、豆血红蛋白含量及谷氨酰胺合成酶活性均显著高于WT;经qRT-PCR分析,5个结瘤固氮关键基因(GmENOD40-1,GmENOD40-2,GmGS1β1,GmGS1β2及GmLba)在转基因株系中的相对表达量均显著高于WT。结果表明,高温胁迫下StP5CS基因过表达,促进了脯氨酸的积累,显著增强了菜用大豆的耐热性和结瘤固氮能力,进而提高了菜用大豆的产量。     

南方大豆品种结瘤固氮的初步鉴定

对南方部分大豆品种进行结瘤固氮性能的鉴定,已初步鉴定出结瘤固氮性状比对照好的几个品种:春大豆有广东大山青、湖南衡80128和湘春10号、浙江乔司6月白和江苏镇宁1号;夏大豆有江苏省的南京青豆、宝应粉皮青、如东晚绿黄豆2、吴江青豆4和广东清远大黄豆。还对结瘤固氮的几个性状进行相关性分析,得出根瘤数与根瘤干重、植株含氮量均呈正相关,夏大豆达到显著水平;根瘤数与种子、植株、种子含氮量也呈正相关,但均未达到显著水平.不同年份间同一品种结瘤固氮存在着差异.     

重组大豆根瘤菌株与大豆品种组合的试验研究

用重组大豆根瘤菌株HN01(102DL)、GR3(102DL)、TA11(PM5)、TA11(3QD)及出发菌株HN01、GR3、TA11、YC4,对照菌株HN32与8个大豆品种进行了"菌株-品种"的共生固氮试验.结果表明1、快生型出发菌株HN01、YC4与重庆1号大豆品种为菌株与品种最优组合,它们的侵染期早,结瘤总数最多,固氮性强;重组菌株HN01(102DL)、GR3(102DL)、TA11(3QD)、TA11(PM5)与自贡5号组合的固氮性均高;而GR3菌株与供试8个大豆品种的结瘤数、固氮量均较低,表明该菌株对本试验大豆品种的共生有效性差.2、重组菌株TA11(PM5)与重庆1号大豆品种产量比其它菌株高,与对照(不接种)相比,产量达极显著水平.     

大豆根瘤固氮对籽粒中草酸积累的影响

以大豆品种黑农38号为试验材料,研究了结瘤和不结瘤情况下大豆未成熟和成熟荚皮和籽粒中的酰脲(尿囊素和尿囊酸)和草酸含量变化.结果表明:在大豆开花后20 d和45 d,不结瘤处理大豆荚皮和籽粒中根瘤产生的酰脲含量明显降低,而不结瘤处理大豆籽粒中的草酸含量明显高于结瘤处理,荚皮和籽粒中草酸的总含量在2个处理之间没有明显差异.可见,大豆籽粒中的草酸合成前体不是来自根瘤产生酰脲的分解产物乙醛酸.