陕西商州铅锌尾矿区豆科植物根瘤菌耐铅锌胁迫能力及其生理生化特征

以从陕西商州铅锌尾矿区豆科植物中分离纯化的12株根瘤菌为对象,采用固体平板接种培养法研究了菌株耐铅、锌单盐与铅锌双盐胁迫的能力,同时用液体试管振荡培养法测定了菌株的生理生化特征。结果表明,该区域的豆科植物根瘤菌对铅、锌单盐胁迫具有良好的耐性,但对铅锌双盐胁迫的耐性明显低于单盐。耐性菌株在生理生化特性上存在广泛差异,对铅锌耐性越强的根瘤菌,其阳性生理生化特征也越多。实验初步筛选到了3株耐铅锌胁迫能力强的根瘤菌菌株CH3、MX7和HZ10,它们分别与豆科植物刺槐（Robinia pseucdoacacia）、天蓝苜蓿（Medicago lupulina）和多花胡枝子（Lespedeza floribunda Bunge）共生。研究可以得出耐性根瘤菌对铅锌胁迫的抵抗能力可能是建立在其具有多种生理代谢反应基础上的,即它们通过改变代谢途径以适应重金属的污染环境,对铅锌胁迫耐性强的根瘤菌菌株在重金属尾矿区的土壤和植被恢复中有潜在的开发应用价值。     

铜胁迫对刺槐耐酸根瘤菌溶磷和分泌生长素能力的影响

以从豆科植物刺槐中分离的3株耐酸根瘤菌为研究对象,采用溶磷圈和Salkowski比色法,研究了在酸性条件下重金属铜胁迫对3株根瘤菌溶磷和分泌植物生长素IAA能力的影响。结果表明,3株耐酸刺槐根瘤菌都具有较强的溶磷和分泌IAA的能力,相对来说,溶解无机磷的能力均强于溶解有机磷的能力。铜胁迫对3株菌溶磷和分泌IAA均产生抑制,且抑制作用随着铜离子浓度的增加而增大。在相同浓度的Cu2+抑制下,菌株CHR009较其余2株菌CHR006和CHR011溶磷和分泌生长素的性能更优,对Cu2+胁迫具有更强的抗性,在重金属尾矿区植被恢复和污染土壤修复中具有潜在的应用价值。     

MCHK＿7135基因在华癸中慢生根瘤菌共生固氮中的功能

为研究MCHK＿7135基因在根瘤菌与宿主植物共生固氮中的功能,用同源重组的方法构建了MCHK＿7135基因的突变体及回补菌株,对突变菌株和回补菌株在人工培养条件以及与宿主植物紫云英共生下的各项表型进行了考察,结果显示：与野生型菌株相比,突变菌株对氧胁迫的敏感性增强;接种突变株的紫云英长势矮小,侵染线及根瘤原基数目减少,根瘤数量少,固氮酶活性低,而向突变菌株导入完整MCHK＿7135基因后,各项共生表型得到不同程度恢复。研究结果表明,华癸中慢生根瘤菌的过氧化物还原酶基因MCHK＿7135基因在根瘤菌与宿主植物共生固氮的过程中具有重要功能。     

华癸中慢生根瘤菌焦磷酸硫胺素结合蛋白基因tpp的功能研究

在构建M.huakuii tpp基因突变株的基础上,通过自生生长和植物盆栽试验,研究焦磷酸硫胺素结合蛋白tpp基因在根瘤菌的生长及与紫云英宿主共生固氮过程中的功能。通过同源重组获得华癸中慢生根瘤菌tpp突变菌株HKtpp,并进一步研究tpp基因突变对菌株生长及共生固氮功能的影响。结果显示:tpp基因突变会减缓菌株生长,突变菌株胞内的谷胱甘肽还原酶活性显著降低。植物盆栽试验表明,突变菌株感染紫云英宿主形成有效的红色根瘤,但是其固氮酶活降低了26.4%。结果表明:tpp基因在根瘤菌的生长和共生固氮中发挥着重要作用。     

兰坪铅锌尾矿区豆科植物根瘤菌耐受性研究

对16株分离自兰坪铅锌尾矿区豆科植物根瘤菌进行了耐盐、耐酸碱、耐高温或低温、耐铅锌等抗逆性研究。结果表明,该区的豆科植物根瘤菌耐盐性普遍较差;多数菌株具有很强的耐酸性,耐碱能力较弱,仅1株长波叶山蚂蝗共生根瘤菌的耐酸碱能力较强;耐低温的菌株较多,只有1株与美丽胡枝子共生根瘤菌较能耐受高温;大多数菌株对铅、锌单盐和双盐具有良好的耐性能力,但是对铅锌双盐的毒害的耐受明显减弱。     

会泽铅锌尾矿区豆科植物根瘤菌耐铅锌性及其生理生化特征研究

研究铅锌尾矿区豆科植物根瘤菌对铅锌的响应,可为利用豆科植物改良尾矿区土壤及植被恢复提供理论依据.会泽铅锌尾矿土壤被铅锌严重污染,铅锌含量分别是全国土壤(A 层)的110倍和54 倍.通过现场采样、室内分离和耐性培养,对10 株分离自会泽铅锌尾矿区豆科植物的根瘤菌的铅、锌单盐与铅锌双盐逆境进行了耐性研究.结果表明,该区域的豆科植物根瘤菌对铅、锌单盐逆境具有良好的耐性,但是对铅锌双盐的耐受明显减弱.对这10株根瘤菌的生理生化特征研究结果表明,会泽尾矿区根瘤菌的生理生化特性存在广泛差异,根瘤菌铅锌耐性越强,其阳性生理生化特征越多.一株与三叶草共生接瘤的HS3,一株与香豌豆共生接瘤的HX6 和一株与猪屎豆共生接瘤的HZ8,它们不但表现出耐铅锌,而且生理代谢广泛,显示这3 株根瘤菌在铅锌尾矿区的利用具有较好的潜能.     

会泽铅锌尾矿区豆科植物根瘤菌的耐铅锌及16S rDNA PCR RFLP研究

对21株分离自会泽铅锌尾矿区豆科植物根瘤菌进行耐复合铅锌双盐抗逆性及16S rDNAPCR-RFLP研究,结果表明,该区的豆科植物根瘤菌对铅锌双盐具有良好的耐性能力,筛选出HSY6和HZH2两株抗性能力强的菌株,分别与三叶草、紫花苜蓿共生。21株供试菌株的16S rDNA PCR-RFLP在73%的相似水平上分为5个遗传群,分别为慢生根瘤菌属(2株)、中慢生根瘤菌属(5株)、中华根瘤菌属(1株)、土壤杆菌属(3株)、根瘤菌属(10株)。供试根瘤菌类群对重金属铅锌的耐性为慢生根瘤菌属>中慢生根瘤菌属>中华根瘤菌属>土壤杆菌属>根瘤菌属。     

非豆科植物的根瘤菌促生机制的研究进展

近年来,随着对根瘤菌与宿主植物的信号交流和结瘤机制研究的逐步深入,以及非豆科植物的基因改造技术的成熟,根瘤菌的宿主植物范围不断扩大,在非豆科植物中其促生作用不断增强。从非豆科植物中不同根瘤菌促生机制的角度,分别介绍了近年来该领域研究与应用的现状,并对根瘤菌在非豆科植物,尤其是禾本科植物中的应用前景进行展望。     

根瘤菌-豆科植物共生多样性与地理环境的关系

 根瘤菌与豆科植物形成的根瘤或茎瘤固氮共生体系在农、林、牧业的可持续发展中具有重要作用。 10 0多年前 ,在根瘤菌研究的起始阶段 ,人们提出的“宿主专一性”及“互接种族”2个概念一直流传至今。 2 0世纪 4 0年代 ,有学者根据实验室内豆科植物的交叉结瘤结果否定过“互接种族”的观念 ,70～ 80年代又发现某些根瘤菌在实验室条件下有广谱共生现象。但根瘤菌与豆科植物共生体与地理环境的关系却很少被涉及过。本文在对大量根瘤菌进行分类研究的基础上 ,结合宿主植物及其区域地理环境的综合分析 ,揭示出根瘤菌与豆科植物     

辽宁省凌源市豆科植物资源的开发及其利用

豆科植物抗逆性强,植物生长中与根瘤菌共生形成的根瘤,能将空气中的氮固定成氨,为宿主植物提供大量氮肥,可改良土壤和培肥地力,能创造较高生态和经济效益,实现对有限资源的高效利用和可持续发展。     

钙磷对紫花苜蓿-根瘤菌体系酸铝胁迫的修复效应

为初步探究钙、磷在酸铝胁迫之后对豆科植物及其根瘤菌共生结瘤的修复效应,本试验采用水培培养法,以紫花苜蓿和耐酸苜蓿根瘤菌91522为材料,探讨了钙磷对酸铝胁迫后苜蓿根瘤菌生长、存活及苜蓿结瘤、初生根伸长的影响.结果显示,5 mmol/L Ca2+能够显著提高酸铝胁迫下耐酸根瘤菌的生长和存活,4 μmol/L P素在Ca2+的基础上进一步提高根瘤菌存活率.在钙、磷共同存在的条件下,苜蓿初生根的伸长量比酸铝胁迫对照提高了5～7倍;在铝毒害之后,通过补充Ca2+和P,苜蓿结瘤数、瘤鲜重、现瘤时间、农艺性状得到了显著的恢复;高浓度(10 mmol/L)Ca2+对苜蓿根瘤菌生长有更好效果,但对苜蓿结瘤效果则不如5 mmol/L Ca2+.初步认为,钙磷可以通过提高根瘤菌在酸性环境下的存活、苜蓿根系生长以及参与根瘤菌与豆科宿主识别过程来恢复酸铝毒害后的苜蓿-根瘤菌共生结瘤过程.     

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。     

青海干旱地区蚕豆根瘤菌耐旱性研究

[目的]蚕豆是重要的粮饲草肥兼用豆科作物,根瘤菌的共生不仅能进行生物固氮而且可以提高作物的抗逆性.干旱环境能孕育出在逆境中生长繁殖并结瘤、固氮的耐旱根瘤菌,为探究和发掘青海干旱地区耐旱蚕豆根瘤菌资源.[方法]在人工模拟干旱胁迫的PEG6000高渗透环境下对青海省干旱地区采集分离获得的49份蚕豆根瘤菌进行耐旱性鉴定分析.[结果]干旱胁迫对蚕豆根瘤菌生长存活的影响差异极显著(P<0.001),采用平均连锁法(UPGMA)法把49份菌株的耐旱能力分为3类群,并且不同胁迫条件下供试菌株表现为3种生长模式:第一种生长模式,在低浓度PEG条件下3种菌株的生长不但没有被抑制,其浊度值反而高于CK;第二种生长模式,在中等浓度PEG条件下6个菌株一方面存在一个中间致死渗透势,而在更高浓度PEG条件下存活数量又增高;第三种生长模式,在高浓度PEG条件下32个菌株随着渗透势的下降,培养液的浊度值也随之下降.[结论]干旱地区蚕豆根瘤菌对干旱的耐受能力表现出多样性,除了同一地区不同土壤环境中分离的不同菌株的耐旱性表现差异性外,同一土壤不同耕作方式、不同施肥方式下的菌株的耐旱能力也存在较大差异.最终筛选获得5株比较耐干旱的菌株为下一步共生结瘤实验提供菌株材料.     

外源壳寡糖提高鲁梅克斯对铜胁迫的耐受性研究

铜元素对植物的生长至关重要,但土壤中过量的铜不但影响农作物的产量和品质,还会通过食物链威胁到动物及人类的健康。因此,寻找有效缓解铜胁迫对植物生长的抑制及降低植物中铜含量的方法对农业生产有重要意义。本研究通过盆栽试验探讨了外源施加不同浓度的壳寡糖对铜胁迫下鲁梅克斯生长、抗氧化系统及对铜元素富集和转运的影响,为铜污染土地中农作物的种植提供新的策略。结果表明:外源壳寡糖显著提高了铜胁迫下鲁梅克斯的叶绿素含量和抗氧化酶SOD、POD及CAT的活性,并且降低了植株对铜的富集及转运系数,进而提高了鲁梅克斯对铜胁迫的耐受性并降低了茎叶中的铜含量。壳寡糖的施用浓度要控制在合理的水平,50～100 mg/L的浓度较为适宜。     

白三叶草/根瘤菌共生固氮潜力及干旱限制因素

为了探讨白三叶草生物固氮与土壤水分供应和菌种基因型的关系,采用温室盆栽试验方法,对9个基因型的三叶草根瘤菌固氮效率和与土壤含水量的关系进行了研究.结果发现,根瘤菌接种后,白三叶草叶片含氮量明显增加,有3个基因型的根瘤菌接种植株后叶片氮含量达到对照的3倍以上,据此可根据根瘤菌的基因型来预测其同氮效率,共生固氮效率与根瘤菌基因型的关系较与分离宿主的关系更加密切.在中度干旱胁迫下,白三叶草植株地上部生物量积累所受影响较地下部所受影响更大,在白三叶草与根瘤菌共生体系建立过程中,当根瘤菌同定的氮素可以满足植株生长需要时,干旱胁迫可能成为生长的限制因子.     

刺槐、紫穗槐、黄檀根瘤菌抗逆性的初步研究

对30株分离自四川省凉山州的刺槐、紫穗槐、黄檀根瘤菌进行了耐酸碱、耐盐、耐高温或低温的抗逆性研究.结果表明,该区的刺槐、紫穗槐、黄檀根瘤菌具有很强的耐酸碱性,所有菌株都能耐受pH值5～12的环境,76.7%的菌株在pH值4～12的环境中仍有活力.耐盐性普遍较差,有86.7%的菌株不能在1%的NaCl平板上生长,13.3%的菌株能在4%的NaCl平板上生长.黄檀根瘤菌耐盐性一般强于刺槐和紫穗槐根瘤菌.对温度的适应范围较宽,对温度的耐受性上表现出较大的多样性,有17.6%的菌株在4～60℃均能生长,黄檀、紫穗槐根瘤菌耐60℃高温和4～10℃低温的能力均强于刺槐根瘤菌.供试根瘤菌对温度的抗性主要受宿主植物的影响,在一定程度上还受海拔高度和土壤类型的影响.筛选到抗逆性强的优良菌株是:黄檀根瘤菌Spar18、Spar19,紫穗槐根瘤菌Spar28、Spar29,刺槐根瘤菌Spar8.     

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,     

根际微生态系统中豆科植物-根瘤菌共生固氮及其在可持续农业发展中的作用

豆科植物-根瘤菌共生固氮是根际微生态系统中一类特殊的植物-微生物共生体,是自然界最为重要的氮源.受施用高量氮肥带来的环境污染和资源浪费的影响,国际社会普遍重视豆科植物-根瘤菌共生固氮在可持续农业发展中作用的研究.本文简要综述了该领域近几年的研究进展以及作者的一些研究结果,探讨了豆科植物-根瘤菌共生固氮在间作和轮作种植制度中的作用及相应机制.     

镉胁迫下豆科植物接种AM真菌和根瘤菌的生长及生理指标变化

为了降低重金属镉对豆科植物的毒害作用,并为相关研究提供理论依据,以绿豆（Phaseolus radiatus L．,绿宝六号）为宿主植物,在镉胁迫条件下,采用3室隔离盆栽系统,分别接种（单接种）和同时接种（双接种）丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhiza ,AM）和根瘤菌,在施加不同氮源的条件下,测定了绿豆的生长及生理指标。结果表明,镉胁迫严重影响了单接根瘤菌绿豆的生长,但施加外源氮在一定程度上缓解了单接 AM 真菌和根瘤菌（双接种）绿豆的镉胁迫作用,并且相同氮源处理下,双接种的效果更好;双接种绿豆在 NH4 NO3外源氮时菌根侵染率最高,（NH4）2 SO4时根瘤数及根瘤鲜重最多,尿素为源氮时 Arg 含量最多;接种后 SOD、POD、CAT 活性明显提高,且氮源的施加提高了单接 AM 真菌和双接种下的酶活性,但不同氮源对其影响不同,双接种下酶的活性高于单接种。     

豆科植物对污染物的耐性及环境修复研究

本文通过综述重金属铜对豆科植物生长代谢和对铜富集的影响,以及豆科植物对铜尾矿的修复研究,为重金属Cu尾矿植被重建和植物修复的实际应用。