大豆—根瘤菌混交性与亲和性

本文报导了大豆—根瘤菌混交性与亲和性研究结果:1)大豆与根瘤菌共生关系具有混交性。用许多豆科植物根瘤分离的菌株和大豆×花生根瘤菌交互接种,都在大豆上混交结瘤。大豆甚至比花生容易感染结瘤。2)大豆—根瘤菌仍具有很强的专一性,表现在有效性(固氮)方面,而并不是在侵染力(结瘤)方面。不同品种—菌株组合存在亲和性和非亲和性。供试适合于春、夏、秋播的4个南方推广品种中,“太兴黑(春豆)—根瘤菌”表现广谱亲和性;而““矮脚早(春豆)—根瘤菌”表现特异非亲和性,与Hup正、负菌株和血清型为123的等菌株共生不亲和,但与几个快生型菌株共生,表现中度亲和。本文讨论了怎样提高大豆—根瘤菌共生固氮作用,提高大豆产量的问题和研究大豆固氮生态、资源及固氮育种、遗传意义,提出了关于根瘤菌选择及其菌剂生产应用的建议。     

快生型大豆根瘤菌共生有效性研究

作者从收集到的大量快生型大豆根瘤菌中选择固氮效果较高的5株菌株,分别接种在跃进5号、山宁2号、鲁豆4号三个夏大豆品种上进行沙培和田间试验。结果表明,快生型大豆根瘤菌的竟争力和结瘤能力比慢生型强;与其共生的大豆植株干物重和蛋白质含量,快生型除15067较高外,其余和慢生型接近;接种快生型菌的大豆增产18.2～31.4％,接种慢生型菌增产7.9～12.8％。     

快生型大豆根瘤菌QB113的共生固氮及其对大豆的增产效果

从东北地区分离的快生型大豆根瘤菌QB113(fast-growing R.japonicum QB113)在酵母——甘露醇液体培养基上生长时,世代时间为3.22小时,代谢过程产酸,生理生化特性与国内外报导的快生型大豆根瘤菌相类似。我们首次报导了快生型大豆根瘤菌对栽培大豆表现的良好共生固氮能力和增产效果。在实验室的无菌水培实验中,铁丰18大豆接种QB113,种子产量比不接菌的对照提高121.7％,比接种快生型大豆根瘤菌USDA193的提高55.5％,比接种慢生型大豆根瘤菌61A76的提高9.1％,在黑龙江省莞达山南麓(白浆土地区)、北麓(黑土地区)的田间小区试验和大面积(20公顷)试验中,对黑农26、合丰25、82—7799—2大豆进行同样的接菌处理,接种QB113的种子产量比对照分别提高8.6％、10.0％和15.7％。结果说明快生型大豆根瘤菌QB113是可以与栽培大豆品种形成有效共生的。并且,在生产应用中具有一定的价值和可观的前景。     

快生型大豆根瘤菌的理化特性和共生效应

从辽宁分离的快生型大豆根瘤菌在柠檬酸盐培养基上表现出两种类型。12株中7株在柠檬酸盐培养基上不生长,5株生长良好。但生长速度比A.tumefaciens慢些。所有菌株都不产生3-酮基乳糖。在石蕊牛奶上除1株以外,都产生血清环,3株产酸,8株产碱1株不明显。在耐盐方面一般能耐0.3 M—0.4MNaCl,而能利用柠檬酸盐的菌株有4株能耐0.45 M Nacl的浓度。这些菌株和我国的栽培大豆品种铁丰18、开育8号、77—153等品种都能进行有效共生。但在干重、植株含氮量上均显著低于慢生型大豆根瘤菌。快型菌株和铁丰18、开育8号亲和性较好、77—153较差。111、121、123 A分别接在豇豆(北京红)和绿豆(D0245—1)、上,除111外其余两株都结瘤并有固氮酶活性。所有结瘤试验都用相应抗血清做了鉴定,证明确系由快生型大豆根瘤菌所结根瘤。另外一些理化特性鉴定正在进行。     

大豆根瘤菌与大豆品种共生匹配性研究

大豆与大豆根瘤菌的共生体系是共生固氮的代表,开展根瘤菌与大豆品种的匹配性组合研究,为发挥这一共生体系的固氮效率和指导大豆育种材料的选择等方面均具有重要的实践价值。选取不同种类与来源的大豆根瘤菌代表菌株18株,与11个我国主要的大豆核心种质品种进行共生匹配性试验,测定了其中5个大豆品种与14个根瘤菌所结瘤的固氮酶活性并进行统计分析。结果表明：不同的大豆根瘤菌菌株间存在明显的结瘤固氮差异,快生大豆根瘤菌表现出比慢生根瘤菌更严格的大豆品种匹配性;其中USDA110、USDA110-A、113-2、WHG12、HH103、B16比其他供试菌株表现出广谱的结瘤特性,且USDA110、USDA110-A、113-2、WHG12、DE333、2048菌株形成的根瘤具有较高的固氮酶活性。在供试大豆品种中,商951099、郑92116和北京黑豆表现出较高的结瘤、固氮特性;商951099和郑92116这对材料与所供试18株大豆根瘤菌均结瘤且差异性不明显,而绥农14和绥农20、合丰25和固新野生大豆这两对材料表现出明显结瘤差异性。因此,实践中应根据大豆品种和大豆根瘤菌菌株的匹配性关系,选用共生效果好的菌株接种,或选用与之匹配的大豆种质材料育种,以达到提高共生固氮功效的目的。     

中华根瘤菌(Sinorhizobium fredii)在中国大豆产区血清学分布初探

对分离自中国黑龙江、辽宁等15个省(区)的366个中华根瘤菌(快生型大豆根瘤菌)分离物进行了血清学分类和自然分布分析。结果表明211个菌株占58％的分离物被归为14个血清型。其中分布频率较高的血清型为2048,217和2120,分别为总分离物的20.7,13和9％。15个省(区)的S.fredii自然分布频率不同,出现最多的血清型为2048、217、2120、2077、DE1611和DE412。讨论了S.fredii血清学分布在大豆——大豆根瘤菌共生体系生态学研究中的价值和意义。     

快生型大豆根瘤菌的理化特性和共生效应(二)

对从辽宁省分离的快生型大豆根瘤菌的鉴定表明,其代时为2.5—4.0小时。对碳源的利用范围较广;13株快生型大豆根瘤菌除了可以利用已糖、五碳糖、三碳糖以外,而且能够利用乳糖、麦芽糖和蔗糖等双糖。在多数基质上产酸,在丙酮酸钠、苹果酸钠培养基上产碱。不利用菊糖。 快生型大豆根瘤菌不与三叶草、草木樨、紫云英、豌豆、菜甄、花生等豆科植物结瘤共生。可在豇豆、绿豆上结瘤。在与栽培大豆“开育八号”共生时,部分菌株接种后的植株干重、全氮量及固氮酶活性与慢生型大豆根瘤菌相当。所测菌株全部放氢。对三株快生型大豆根瘤菌接种大豆,其根瘤的豆血红蛋白含量不低于慢生型大豆根瘤菌。     

大豆等豆科植物快生型根瘤菌的分离比例、质粒类型及共生反应

本文对大豆、野大豆、花生、大翼豆等寄主植物的根瘤菌进行分离鉴定。结果表明,从几种寄主根瘤中分离出的快、慢生型菌株大约各占一半。在供试寄主植物上表现有效共生的菌株比例,慢生菌大于快生菌。大豆快生型菌株的质粒类型具多样性,按质粒图可分为26组。10种不同质粒类型代表菌株与太兴黑豆(与慢生菌广谱有效共生)有选择性地有效结瘤固氮,而与矮脚早(与慢生菌特异性有效共生)非选择性地有效结瘤固氮。     

接种根瘤菌对南疆春大豆结瘤和生长的影响

为筛选南疆结瘤能力强且对春大豆生长发育、产量有积极影响的大豆根瘤菌菌株,探讨大豆品种和根瘤菌的匹配性,以前期分离、鉴定、纯化的3株根瘤菌菌株为材料,对南疆地区3个春大豆品种进行了田间接种试验,测定大豆根瘤数、根瘤干重、大豆地上部干物质积累分配、产量及其构成因素的变化.结果表明:接种不同根瘤菌均能促进南疆不同春大豆品种根系结瘤,促进结瘤效果存在差异,黑农61接种T6能显著增加中后期根瘤数、根瘤干重,新大豆8号和石大豆2号接种T6和SN7-2能显著增加结瘤数和根瘤干重,SN7-2在春大豆生育前期、T6在生育后期作用明显;黑农61接种SMH12,新大豆8号和石大豆2号接种T6和SN7-2能显著促进干物质积累;新大豆8号接种SN7-2、石大豆2号接种T6、黑农61接种SMH12能促进干物质向生殖器官分配.接种根瘤菌能通过增加主茎节数、单株荚数和百粒重提高春大豆产量,新大豆8号与SN7-2、石大豆2号与SN7-2、黑农61与SMH12匹配性最好.     

根瘤菌和复合促生菌对大豆结瘤和生长的影响

为了研究不同根瘤菌和复合促生菌单独使用及复合后对大豆结瘤和生长的影响。采用大豆单独接种2种快生大豆根瘤菌、2种慢生大豆根瘤菌及根瘤菌分别与复合促生菌交叉接种,再种植的方法,观察大豆结瘤与生长情况。结果表明:(1)大豆结荚初期大豆快生和慢生根瘤菌处理的大豆地上部鲜重、地下部鲜重、结荚数、豆荚鲜重等生物学性状显著优于其它处理;快生根瘤菌处理的大豆结瘤率显著高于其它处理,慢生根瘤菌处理的总根瘤数和根瘤重量显著高于其它处理;(2)大豆结荚后期,对照处理的地上部鲜重、根鲜重显著高于其它处理,慢生根瘤菌和复合促生菌处理的根瘤数显著高于其它处理,快生根瘤菌剂处理的大豆粗蛋白含量显著高于其它处理,而复合促生菌处理的大豆产量显著高于其它处理。虽然快生根瘤菌两处理有利于地上部、地下部、有效根瘤数、土壤碱解氮的提升,但复合促生菌处理的大豆产量、土壤速效磷和土壤有效钾都显著高于其它处理,因此表明复合促生菌处理能增加大豆产量。     

接种三株不同类群的大豆根瘤菌的共生有效性的研究

本试验选择了快型、慢型和超慢型三个不同类群的大豆根瘤菌接种同一大豆品种,测定和比较了三类共生体从苗期至盛花期的干重、全氮量瘤重和固氮酶活性。证明了三株菌与大豆品种‘合丰29’均能形成有效共生。其中以113-2表现最好;2070次之。快生型菌株2058由于结瘤迟缓量少而影响共生体的早期发育,致使固氮效率低。     

快生型大豆根瘤菌F7和F8对大豆的增产效果

自1982年美国Keyser.H.H等发表了从中国材料分离得的快生型大豆根瘤菌以来,引起国内外许多学者的重视和研究。快生型大豆根瘤菌的一些突出特点如生长速度快、耐盐、pH范围广、具有一定的结瘤竞争性等进一步被证实。为了探索快生型大豆根瘤菌的田间共生效应,我们从1985年开始将中国农科院土肥所从辽宁野生大豆分离出的快生     

8株优良大豆根瘤菌与不同地区27个大豆主栽品种的匹配性研究

大豆是我国重要的油料作物和高蛋白粮饲兼用作物,具有与根瘤菌共生固氮的能力。近十几年来,我国大豆品种更新快,导致大豆根瘤菌株与新品种匹配能力差、接种效果不明显。筛选与主栽大豆品种匹配性好、固氮效率高的广谱性优良菌株,可为针对性的施用大豆根瘤菌接种剂提供菌种资源和方案。选取本实验室前期分离保存的6个优良快生型大豆根瘤菌株和2个慢生型大豆根瘤菌株,在砂培盆栽条件下与不同地区的27个大豆主栽品种进行匹配试验。测定分析了植株地上部分生物量、高度、根瘤数量、根瘤生物量和根瘤固氮酶活指标。结果表明:不同大豆根瘤菌之间结瘤固氮能力存在极显著的差异;供试根瘤菌均能够与国内24个大豆品种结瘤,广谱性较好;植株地上部分高度、根瘤数量、根瘤生物量和根瘤固氮酶活与地上部分生物量呈显著相关;大部分接种根瘤菌后的植物生物量显著高于CK;HN01、GR3、HH29、HH103匹配性和固氮效率均不逊色于USDA110,具有在东北地区、黄淮海地区、长江流域、东南地区推广的潜能;从品种来看,中豆39、BD2、天隆1号与8株供试大豆根瘤菌的匹配接种表现出高生物量特点。此外,本文还筛选出大豆-大豆根瘤菌的表型最佳匹配组合中豆39-GR3,适合长江流域地区;同样筛选到东北地区、黄淮海地区、东南地区最佳匹配组合,分别是HN01-辽豆14、HN01-徐豆14、HN01-BD2。本文初步建立了优良根瘤菌与大豆主栽品种的匹配关系,为在田间试验中进一步筛选和应用这些优良菌株提供了材料和指导。     

高效固氮根瘤菌与高产高蛋白大豆最佳共生体筛选研究简报

为获得“大豆 根瘤菌”最佳共生组合,於1987年盆栽条件下,选用了9个适宜黄淮海地区的夏大豆品种,分别用8个大豆根瘤菌接种,共计81个共生组合。 结果表明,大豆根瘤菌菌株113—2,TAI—377,2048更具广谱亲和性,它们在高竞争结瘤和高共生固氮方面表现为一致性;菌株O05表现了高竞个结力,但固氮性中、下等;菌株2o5爿、助4和土著根瘤菌表现为低结用竞争和低因民一致性. 在 l犯塞年田间共生效应试验中,大豆根瘤＆113—2与鲁三 2号为最住共生a合.大豆产量368.okg/ha,比对照增产！2.3％;蛋白产量！353.0k8/a,比对照增产！0.7％.     

采用gfp和rfp基因标记评价大豆根瘤菌竞争结瘤能力

采用二亲本接合方法,将绿色荧光蛋白基因(gfp)或红色荧光蛋白基因(rfp)分别导入与大豆品种中黄13相匹配的快生根瘤菌Sinorhizobium fredii SR25a、S.fredii USDA205、与慢生根瘤菌Bradyrhizobium japonicum 4222、B.japonicum 4230和B.japonicum 4534菌株中,得到6株标记成功的菌株,并检验标记菌株的外源基因在培养条件下和共生条件下的稳定性,以及对菌株结瘤性能的影响.进一步将带有不同荧光蛋白基因的供试菌株按等密度等体积配成9组,通过蛭石盆栽试验评价菌株的竞争结瘤能力.结果表明:外源基因能够遗传稳定,且不影响共生结瘤固氮行为,该标记方法可用于评价菌株竞争结瘤能力;慢生大豆根瘤菌的竞争能力明显高于快生大豆根瘤菌,其中慢生大豆根瘤菌B.japonicum 4534竞争能力最强,其占瘤率比慢生菌株B.japonicum 4230和B.japonicum 4222分别高出35%和90%.结果证明gfp和rfp双标记技术为根瘤菌竞争结瘤能力评价提供了直观、简便、准确的检测手段.     

快生型大豆根瘤菌田间共生效应试验报告

由温室盆栽试验选出的三株快生型大豆根瘤菌株2053、2057、2058,在田间小区试验中,与黑龙江省3个大豆品种共生良好。无论在产量、大豆品质、植株干重、百粒重以及根瘤量等生物学性状都超过或相当于美国生产菌株。61A76。用2053、2057、2058接种早熟品种合丰29号,分别比对照增产14.9％、10.3％和15.1％,而61A76仅比对照增产3.3％。本研究指出了快生型大豆根瘤菌在农业生产应用方面的前途。     

高效快生型大豆根瘤菌的筛选及分子标记

采用黑龙江省不同土壤类型对20株不同地区来源的根瘤菌和5个大豆品种(品系)进行接种效果的研究,旨在使筛选结果尽量接近实际生产环境,筛选出符合实际效果的高效共生快生型菌株.结果表明,大豆与根瘤菌之间表现出共生效果的多样性.针对不同土壤相应的大豆品种有其高效匹配的快生根瘤菌.初步确定了以AFLP技术作为高效菌株的分子标记,为进一步研究高效菌株在土壤中定植以及与土壤微生物、植物之间的生态学研究提供依据.     

氮肥与根瘤菌配施对南疆春大豆结瘤和生长的影响

为了探讨最适合南疆地区的氮肥和根瘤菌配施方案,设置3个施氮水平(N0:0 kg·hm-2;N1:90 kg·hm-2;N2:180 kg·hm-2)与3种根瘤菌(SMH12、T6和SN7-2)拌种的田间试验,研究主栽大豆品种新大豆8号结瘤情况、干物质积累及分配、产量及其构成因素对施氮及接种根瘤菌的响应.结果表明:随着施氮量的增加,根瘤数、根瘤干重、干物质积累量及产量均表现为先增加后下降;不施用氮肥不利于大豆生长,供应量过高影响大豆生长代谢、根瘤形成,单施氮肥增产有限,增产幅度为9.41％～14.24％.在相同施氮条件下,接种根瘤菌可使植株各生长指标显著提高,表现为SN7-2＞T6＞SMH12＞CK,施氮配合接种根瘤菌比仅施氮肥增产11.5％～46.3％.N1处理接种SN7-2根瘤菌的效果最佳,产量高达5 115.3 kg·hm-2,比CK增产31.65％,能明显提高大豆根瘤数、根瘤干重以及单株和各器官的干物质积累.施氮配合接种根瘤菌是提高南疆大豆结瘤生长和产量的有效措施.     

土著大豆根瘤菌的田间侵染动态及在不同大豆品种上的分布观察

大豆根瘤菌在田间侵染大豆植株是一个复杂的生理过程。成瘤过程受许多因素的影响,植株结瘤的多少,不同菌系侵染的比冽对于菌株选育及进一步提高接种效果有一定意义。本试验用凝集反应技术对山东省滕县党村大队田间正常生长的两个大豆品种不同时期的根瘤菌系进行了观察测定,并对几个不同菌系在国内几个省的一些大豆品种上结     

大豆根瘤菌HH103ΩNopAAΩNopD双突变体构建及结瘤能力鉴定

大豆—根瘤菌的共生模式为大豆提供了丰富的氮源。根瘤菌Ⅲ型效应因子是影响共生结瘤的关键信号分子之一,通过对HH103ΩNopAA与HH103ΩNopD的结瘤鉴定表明两个突变体对绥农14和ZYD00006的宿主亲和性不同,而后通过三亲杂交方法在HH103ΩNopAA基础上构建HH103ΩNopAAΩNopD的双突变体。利用绥农14与野生豆ZYD00006对突变体进行结瘤鉴定,HH103ΩNopAAΩNopD的根瘤数与根瘤重与HH103ΩNopAA无显著性差异。而后利用前期收集的100份大豆资源进行结瘤鉴定,分析NopAA与NopD的突变在不同遗传背景下的大豆品种的结瘤特性,绝大多数品种根瘤数明显减少,部分品种根瘤数在接种单突变体与双突变体存在显著差异。该研究为后续解析NopAA与NopD的共生信号传导以及根瘤菌与大豆品种亲和性提供新的思路。同时可以根据基因型的差异,筛选与不同根瘤菌均有较高亲和性的大豆品种,为进一步培育高结瘤、高固氮的大豆品种提供支撑。