两种形态氮源条件下磷对大豆结瘤固氮的影响

用营养液培养大豆7周,研究两种氮源条件下,磷对大豆结瘤固氮的影响.在本试验的各取样时期,随营养液中磷水平的增加,生物固氮植株的根瘤数增加较多,尤其是处理后第6周,磷对根瘤形成的影响最大.磷对硝态氮处理根瘤数的影响不大,但本试验条件下,在16μmol/L磷水平,根瘤数较多.硝态氮处理根瘤数远没有生物固氮处理多,表现出氮素对大豆结瘤的抑制作用,导致根瘤固定的氮量减少.因此,硝态氮植株体内含氮量随磷水平的增加而降低,而生物固氮植株增加.生物固氮处理根中N/P与根瘤数之间存在显著的负相关关系,r=-0.5816*,硝态氮处理根中N/P与根瘤数之间不相关.     

耐酸铝根瘤菌的筛选及其对大豆-根瘤菌共生体系的影响

为解决华南大豆种植所面临的土壤酸化问题,筛选出耐酸铝高效根瘤菌,通过回接试验找出适合华南酸性土壤环境的根瘤菌及其共生固氮体系。利用菌株活化培养法分离来自广东增城和惠州地区的20个栽培大豆上的根瘤菌,通过分光光度计检测在酸铝条件下的培养的菌株,筛选出耐性菌株YX30号,并对其生长特性以及接种后对大豆生长的影响。结果表明:在p H4.5及p H6.0条件下含一定浓度铝的营养液中,接种YX30号根瘤菌后,铝浓度为200μmol·L~(-1)时耐酸铝品种华夏1号、PI416937仍能结瘤,桂夏1号和Young不能结瘤。在p H4.5和p H6.0条件下,营养液铝浓度达到100μmol·L~(-1)时,大豆地上部干重均为负增长,铝明显的抑制了大豆的生长;低铝浓度(25和50μmol·L~(-1))条件下,结瘤数均、固氮酶活性、地上部干重及氮含量均高于对照,酸性环境中低浓度的铝能促进结瘤,提高地上部干重和含氮量。     

磷和根瘤菌交互作用对大豆结瘤和生长的影响

为了阐明营养液中磷浓度和不同数量根瘤菌的交互作用对大豆结瘤和生长的影响,在营养液培养条件下,进行3种磷水平[P1-0、P2-4和P3-30(μmol P·I-1)]和3种根瘤菌浓度[RI-102、R2-103.5和R3-105(CFU·mL-1)]处理,培养大豆25 d,测定大豆生物量和根瘤性状指标.结果表明:在相同根瘤菌数量条件下,不同磷浓度对大豆总生物量的影响不大,对根冠比的影响较大营养液中接种的根瘤菌浓度越高,根瘤原基数量越夫,低磷明显抑制根瘤原基发育形成根瘤,进而减少了低磷处理大豆根瘤数量从P1到P3,R1恨瘤菌浓度处理根瘤原基形成根瘤的几率分别为:79%、86%和100%.营养液中磷浓度促进生物量向根瘤中分配,高磷处理相对根瘤生物量较高随着生育进程,大豆各组织器官含磷量逐渐降低,在所有取样时期含磷量均表现为根瘤>根>地上部;含氮量表现为根瘤>地上部>根.可见磷和根瘤菌对大豆生长和结瘤形成有交互作用.     

施氮对结瘤和非结瘤近等位基因大豆生长和固氮性状的影响

以结瘤和非结瘤近等位基因大豆品系为材料,利用砂培方式,分析了不同供氮水平对大豆生长、碳氮代谢、结瘤和固氮的影响.结果表明:供氮水平直接影响大豆生物量,结瘤大豆在N2水平(54 mg尿素·kg-1砂)时生物量达到最大(9.16 g·株-1);非结瘤大豆在N4水平(216 mg尿素·kg-1砂)时生物量达到最大(6.36 g·株-1).植株体内碳氮含量与生物量的变化趋势相同.此外,结瘤品系N2水平大豆根瘤数最多(205个·株-1),极显著高于除N4以外的其它处理(P＜0.01),该水平的共生固氮量最大,为275.92 mg·株-1,且与N3、N4、N5处理间差异极显著(P＜0.01).因此,结瘤和非结瘤大豆对外源氮的需求存在显著差异,该试验条件下的氮阻遏阈值为N2水平,即54 mg尿素·kg-1砂.     

施氮水平对7S亚基缺失大豆根系形态和结瘤固氮的影响

为有效推广功能型大豆7S亚基缺失品种,以7S亚基缺失大豆品系东富2号为研究对象,设置4种施氮水平(纯N),N0(0 mg·kg~(-1))、N1(25 mg·kg~(-1))、N2(50 mg·kg~(-1))、N3(75 mg·kg~(-1)),采用桶栽法研究大豆根系形态和结瘤固氮对不同施氮水平的响应。结果表明:N1(25 mg·kg~(-1))水平下根系干重加大,根冠比增大,根瘤固氮潜力高,单株产量较高。N2(50 mg·kg~(-1))水平下根长、根表面积、根体积在生育后期增长较快,根系干重较大,根冠比低,固氮酶活性最高,单株籽粒产量最高。N3(75 mg·kg~(-1))水平下植株干重较大,无效生长较多,根瘤数少,固氮潜力和根冠比低,单株产量不高。综合籽粒产量和根系特性指标,功能型大豆7S亚基缺失品系东富2号的适宜施肥量为25~50 mg·kg~(-1)。     

不同供N方式对大豆生长和结瘤固氮的影响

采用框栽试验方法对比研究了不同供N方式对大豆生长和结瘤同氮的影响.结果表明:持续供N和非持续供N对大豆生长有不同的影响,在苗期,非持续供N与持续供N相比,对大豆生长有较大的促进作用,而在仡期以后则是持续供N对大豆生长的促进作用较大;持续供N和非持续供N对大豆结瘤同氮的影响不同,大豆根瘤数量表现为非持续供N＞持续供N＞无N,表明氮肥的持续施用对大豆根瘤的形成和生长有抑制作用,不利于大豆根瘤的生长发育;不论何种方式供N对大豆同氮酶活性和豆血红蛋白含量均有抑制作用,使固氮酶活性和豆血红蛋白含量显著降低,而且氮肥的持续施用对固氮酶活性和豆血红蛋白含量的抑制要显著高于非持续供N,表现为持续供N＜非持续供N＜无N,因此,氮肥的持续施用使大豆的同氮效率降低.     

大豆结瘤状况与固氮能力的研究

1.大豆出苗一周,主根上开始结瘤。自分枝期开始,根瘤迅速着结膨大。“丰收十一”结瘤高峰出现在鼓料期,“黑农十一”结瘤量以初熟期为最高。晚熟品种比早熟品种根瘤鲜重多一倍左右。根瘤鲜重的增长主要是由于侧根根瘤的着结,自盛花期开始侧根根瘤量就占绝对优势。 2.早晚熟大豆品种根瘤固氮活性相仿。侧根上根瘤活性不亚于主根根瘤。大豆单株根瘤固氮量主要取决于根瘤着结量。两个大豆品种单株根瘤量高峰均出现在鼓粒期。侧根根瘤在大豆一生的共生固氮活动中起重要作用。 3.大豆根瘤主要分布在土层上层,10cm以下显著减少,30cm以下无根瘤。在鼓粒期小根瘤(1—2毫米)有很高的固氮活性。根瘤内含物是红色的,根瘤就有固氮能力。由红变绿是根瘤的衰败过程,颜色的变化是不可逆的。 4.磷钾肥对结瘤及固氮能力均表现有益影响。在磷钾肥基础上施用氮肥,由于氮量不同反应不一,低量氮肥促进了结瘤和增加固氮量。高氮肥不但抑制了结瘤,也影响了根瘤的固氮能力。深层施氮减轻了根瘤密集区氮素浓度过高对结瘤的危害。 5.早熟品种“丰收十一”每株一生固氮0.736克可供全株氮量的63.6％。晚熟品种“黑农十一”每株一生可固氮2.06,克占全株氮量的87.7％。因为是盆栽,数值可能偏高,但可以看出早熟品种的单株固氮量和占全株     

大豆结瘤固氮的分子生理研究

有关豆科作物共生固氮的研究已有170 a的历史。而豆科结瘤固氮的分子生理研究,仅仅是最近30 a的事情。从影响大豆结瘤固氮的生理因子角度,评述了豆科作物的结瘤自动调控机制,进一步在分子水平上阐述了生长素、硝态氮、黄酮类等生理调控物质对大豆结瘤固氮的影响。生长素调节根瘤菌侵染位点和根瘤形成后的生长;可通过控制结瘤的角度来减少土壤硝态氮对大豆结瘤固氮能力的抑制;黄酮类物质在根瘤发育和结瘤基因诱导中起重要作用;乙烯抑制结瘤信号的前期过程,调整根瘤形成的空间分布。详细、系统地从作物-微生物之间关系出发,研究引起豆科作物根瘤形成和固氮系统的整体信号传导、蛋白和代谢过程,是未来大豆共生固氮分子生理研究应该注重的方向。     

黑土中土著大豆根瘤菌的固氮(C_2H_2)活性结瘤性状和固氮量估测

黑土中土著大豆根瘤菌和不同大豆栽培品种共生固氮活性,在大豆苗期较低,逐渐增加,到结荚鼓粒期达高峰,固氮活性一般为C_2H_46—10μmole株~(-1)小时~(-1),最高C_2H_442μmole株~(-1)小时~(-1)。在不同大豆栽培品种上的结瘤数也是苗期较少,逐渐增加,到鼓粒期达最多,根瘤数目的增加,主要是侧根上根瘤数目的增加。固氮量初测有低肥地比高肥地为高的趋向,高肥地57.1～125.2公斤/公顷,占大豆所需全氮的48～67％,低肥地为66.8～151公斤/公顷,占71～85％。大豆植株中全氮的分布结瘤大豆在花荚中占44.8～56.38％,不结瘤大豆占20.8～49.0％。     

氮用量对花生结瘤和氮素吸收利用的影响

以3个花生品种为供试材料,利用盆栽试验研究了氮用量对花生结瘤、氮素积累、根瘤固氮及氮肥利用率的影响,并比较了3个品种间的差异。结果表明,花生根瘤数随生育期推进而增多,施氮量越低根瘤形成越早,且数量增加较快。同一生育时期,不同施氮水平间单株根瘤数和根瘤干重达差异显著水平,随着施氮量增加根瘤数和根瘤干重逐渐减少。增施氮肥有利于花生氮素的吸收积累,花生的氮素吸收总量和氮肥利用率在一定范围内均随氮用量增加而增加,但氮用量达到一定水平时反而下降。花生根瘤固氮量及其占植株总吸氮量比例随着氮用量提高而逐渐降低。相同施氮水平和生育时期,远杂9102结瘤数和根瘤干重高于白沙1016和鲁花12,且随生育期延长差异越来越大,生育后期差异达显著水平;氮素吸收总量和根瘤固氮量以远杂9102最高,白沙1016次之,鲁花12最低。     

臭氧胁迫对大豆根系形态和活性氧代谢的影响

利用开顶式气室(OTCs)对大豆进行臭氧(O3)胁迫试验,研究了高浓度O3对大豆根系体积、根瘤数、根瘤干重、根干重等根系形态指标以及膜脂过氧化程度、活性氧、抗氧化酶活性等活性氧代谢指标的影响.结果表明:在高浓度O3处理下,根系体积、根及根瘤干重、根瘤数降低,根系MDA含量、相对电导率显著上升,膜脂过氧化程度加剧;超氧阴...     

吉林省普通大豆品种(系)异黄酮含量分析

利用超声波法对吉林省26份普通大豆品种(系)大豆异黄酮含量进行HPLC测定.建立了一种HPLC测定大豆籽粒中异黄酮含量的方法.结果表明:异黄酮各异构体在50～1000μmol·L~(-1)范围内线性系数良好,相关系数为0.9998～0.9999;检出限为1.09～2.06 mg·L~(-1),定量限为3.25～6.46 mg·L~(-1);异黄酮各异构体同收率为97.11%～103.31%;相对标准偏差(RSD,n=7)分别为2.03%～4.32%.该方法线性范围广,线性关系好,灵敏度和准确度高,适合于大豆及大豆制品中异黄酮含量的测定.测得吉林省261份普通大豆品种(系)中的异黄酮含量范围1.46～4.97 mg·g~(-1),超过4 mg·g~(-1)的品种(系)有23个,占测定品种(系)总数的8.81%.     

La(Ⅲ)与酸雨对大豆幼苗生长的复合影响

为探索稀土元素镧和酸雨对大豆幼苗生长的复合影响,采用模拟酸雨和镧处理大豆(Glycine max),研究了La(Ⅲ)与酸雨(AR)复合处理对大豆幼苗地上、地下器官生长的影响.结果表明:稀土镧(RE1/20 mg·L-1、RE2/60mg·L-1、RE3/100 mg·L-1和RE4/500 mg·L-1)单独作用时,RE1对大豆幼苗生长有促进作用,RE2、RE3和RE4表现为抑制作用,且RE4＞RE3＞RE2.在酸雨(AR1/pH2.5、AR2/pH3.5和AR3/pH4.5)单独作用和RE+AR复合作用影响下,大豆幼苗生长均受到抑制;而且AR的pH越低,RE的浓度越高,抑制作用越明显.RE1和AR复合对大豆幼苗的抑制程度低于AR单独作用,其它浓度RE和AR复合抑制程度高于各自单独作用.     

Research status of soybean symbiosis nitrogen fixation

Soybean (Glycine max) is one of the most important economic legume crops with largest planting area, and is also an important oil crop, as well as food and feed material. Soybean-rhizobia symbiosis plays important roles in plant cultivation and fertilizer application. However, there are many problems in agricultural application of soybean symbiotic nitrogen fixation. In this review, we summarized three restriction factors (host specificity, low nitrogen fixation efficiency and abiotic stress) and discussed research progresses of these factors. Clarification of host specific mechanism will help to select and apply rhizobia inoculants. Both maintaining high nitrogenase activity and delaying nodule senescence can improve the efficiency of symbiotic nitrogen fixation. Abiotic stress-tolerant rhizobia can improve the abiotic stress tolerance of soybean. Breeding stress tolerant genotypes of soybean and rhizobia, obtaining correlated genes are the common strategies to improve soybean symbiotic nitrogen fixation under extreme conditions. Regulatory mechanisms of these restriction factors are still poorly understood and needs further clarification.     

大豆耐低磷研究进展

大豆是世界重要的粮油兼用作物,也是人类优质蛋白及畜牧业饲料蛋白的主要来源。大豆是喜磷作物,磷不仅是大豆遗传物质的重要组成成分,同时参与大豆体内酶促、新陈代谢、根瘤固氮等生理生化过程。全世界耕地中近1/2的耕地处于缺磷状态,我国耕地中大约有2/3的耕地属于缺磷状态,磷胁迫是限制大豆产量最主要的因素之一。文章分别从低磷胁迫下大豆形态学变化以及大豆生理生化反应、遗传图谱的构建及大豆耐低磷QTL定位研究进展进行了初步概述,并对大豆耐低磷QTL定位进行了展望,以期为我国大豆耐低磷遗传育种研究提供参考。     

外源腐胺对干旱胁迫下冬小麦幼苗叶片膜脂过氧化的调节效应

为了研究外源物质对小麦抗旱性的诱导作用,水培条件下研究了外源腐胺对干旱胁迫(15%PEG-6000)条件下冬小麦幼苗叶片膜脂过氧化及抗氧化酶活性的影响.结果表明,干旱胁迫48 h后冬小麦幼苗叶片含水量下降了27.43%, O_2(÷)的产生速率、丙二醛(MDA)和H_2O_2含量随时间的推移均呈增加的趋势,SOD、POD、CAT活性分别下降了23%、37%、70%.外源腐胺处理下叶片含水量仅下降了7.62%;叶片 MDA含量降低80%左右,H_2O_2的含量下降50%左右,O_2(÷)的产生速率降低了1/3,而叶片SOD、POD、CAT活性分别提高了41%、165.8%、246%.因此认为,外源腐胺可通过抑制活性氧(O_2,H_2O_2)的产生,降低MDA含量,提高抗氧化酶(SOD、POD、CAT)的活性,缓解干旱胁迫造成的冬小麦幼苗叶片细胞膜脂过氧化损伤,提高冬小麦的抗旱性.     

纸板用大豆蛋白胶粘剂的研究

研究了尿素改性大豆分离蛋白(SPI)粘接单面涂布白板纸的最佳工艺.用尿素溶液对大豆分离蛋白进行改性,并用白板纸进行粘接,确定了其最佳工艺条件:尿素浓度3 mol·L-1、SPI含量10%、反应温度40℃、反应时间5 h,测得粘接强度为69.5125N·cm-2.单因素试验和正交试验结果表明:尿素浓度对改性SPI胶的粘接强度影响最大,其次是SPI含量和反应温度,反应时间的影响最小,尿素改性后豆胶的粘接强度有所提高.     

减氮、加菌、改善土壤物理性状提高大豆固氮能力

氮是大豆生长必须的营养元素之一。大豆是豆科作物,具有共生固氮能力,据估算东北黑土区大豆共生固氮潜力在150～200kg/hm2之间,同时大豆的共生固氮能力受多种因素的影响。土壤中的根瘤菌对氮的响应表现为使用过多的氮肥会抑制根瘤菌的繁殖生长,但少量地使用化肥有利于提高大豆的共生固氮能力。改善土壤物理性状能够增加土壤中的根瘤数量,进而提高大豆的共生固氮能力。基于上述事实我们提出了"减氮、加菌、改善土壤物理性状"的模式,该模式将大豆产量提高了15.3%,氮肥节约了33.3%。