论沙棘根系与功能Ⅲ——共生固氮机理、条件与初级氮代谢

沙棘的根瘤是由宿主瘤组织和侵入的弗兰克氏菌共栖结合组成的。在固氮与氮同化过程中，它们之间既有明确的分工又有高度协调完美的结合。沙棘根瘤组织提供菌体生长、发育和固氮的最适环境与营养，防止O2对固氮酶的伤害，N2的吸收，NH3的同化与转运，提供与胺结合的初级酮酸基团和ATP供能等。而弗兰克氏菌的主要功能是：在泡囊中由高效的固氮酶及其辅因子，完成由N2→NH3的还原过程。因此，固氮，胺的同化和利用，是宿主和菌共同协同而实现的一个生理生化过程。其表现与表达的特点是：共栖是基础；多条代谢途径调控是保证；多酶体系是代谢途径的调控中心；功能与结构上的定位、分层、分区、分功，是以连续的时、空偶联而实现固氮全过程的条件。深入研究和认识固氮机理与条件，不仅具有理论上的意义，更具有指导种植和生态工程建设的现实作用。     

紫花苜蓿根瘤菌竞争结瘤的研究进展

很多研究表明,紫花苜蓿根瘤菌竞争结瘤在共生结瘤过程中起着重要的作用,而影响紫花苜蓿根瘤菌竞争结瘤的因素很多,本文就概述了根瘤菌、苜蓿和苜蓿根瘤菌与苜蓿之间的亲和性三方面对苜蓿根瘤菌竞争结瘤的影响.     

霜霉病对苜蓿幼苗生长和结瘤的影响

接种试验表明，霜霉病对苜蓿幼苗生长发育影响显著，感病植株幼苗高度减低４２．６％￣５２．０％，生长速度明显减慢，健苗的平均增长率为４５．７％，而病苗仅为２２．７％；地下部主根入土深度（根长）减少２７％，根的直径（根颈部）减少４４．３％，根鲜重减少７５％，根瘤的数量减少５４．１％，而且病苗的根瘤均为白色无效根瘤，健苗的根瘤约半数为粉红色的有效根病。根的长度与根瘤数量呈明显正相关，健苗的相关系数ｒ＝０．     

豆科木本植物根部特征与结瘤的关系

选取了11种豆科木本植物，比较了它们的根部外部形态和解剖结构特点，分析这些特点与结瘤的关系。结果表明，结瘤豆科植物的根系松软，颜色较浅，为白色或土黄色；不能结瘤的植物根系坚硬，颜色较深，为黑色或深褐色。石蜡切片观察，结瘤豆科植物和非结瘤豆科植物在根的表皮部分存在着明显差异，而在皮层和中柱部分差异不明显。非结瘤豆科植物的表皮细胞排列致密且整齐；而结瘤豆科植物表皮细胞较薄，切片时容易收缩破损。非结瘤豆科植物的根表皮细胞外切向壁的厚度比结瘤豆科植物的要厚，颜色也较深。豆科植物的表皮细胞外切向壁厚度似乎能够反映豆科植物从不结瘤到结瘤的进化过程。     

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.     

豆科植物结瘤自调控分子机制研究进展

豆科植物通过与土壤中的根瘤菌共生发育形成根瘤,在根瘤中根瘤菌可以将空气中氮气转化成植物可以直接利用的铵态氮.共生过程中为了平衡氮素的摄取和能量的损耗,豆科植物形成了地上与地下信号交互的结瘤自调控机制(Auto-regulation of nodulation,AON),进而调节结瘤的数量.本文综述了AON分子调控机制近...     

硼对大豆结瘤和固氮作用的影响——Ⅱ.对根瘤结构和固氮酶活性的影响

在短期无氮营养液栽培条件下研究了缺硼和正常供硼处理对大豆超结瘤突变体(nts382)及其亲本Bragg根瘤结构和根瘤固氮酶活性的影响。结果表明:1.在缺硼条件下,无论是超结瘤突变体nts382,还是亲本Bragg,其根瘤固氮酶活性都显著下降;2.无论是缺硼还是正常供硼处理,超结瘤突变体nts382单位鲜重根瘤活性都明显低于亲本,但由于nts382每株根瘤数和鲜重显著高于其亲本,使每株固氮酶活性明显高于亲本,植株中氮素积累总量也相应的高于亲本;3.缺硼条件下,根瘤细胞结构发生明显改变,细胞壁凸凹不平,细胞间隙加大,含菌细胞内类菌体含量减少。这可能是硼影响根榴细胞正常固氮功能的主要原因。     

抗药性根瘤菌基因工程菌的构建与应用

用三亲本杂交的方法将外源抗药性质粒导入到高效固氮的根瘤菌 Tal377中,外源质粒在 Tal377中能正常表达,但不影响其原有的固氮结瘤能力。利用此抗药性根瘤菌所携带的抗药性,在接种此根瘤菌的同时结合施加一定浓度的抗菌素,抗药性根瘤菌与出发菌株相比表现出一定程度地提高其结瘤固氮能力和占瘤率。     

抗春雷霉素大豆根瘤菌突变株的诱变及其生物固氮特性的分析

根瘤菌与豆科植物共生可以固定大量的氮。根瘤菌剂接种豆科作物是一项普遍推广应用、有效的农业技术。但由于大量土著根瘤菌的存在，产生竞争障碍，降低了接种菌剂的占瘤率。大多数的土著根瘤菌对春雷霉素敏感，因此接种抗春雷霉素的高效结瘤固氮根瘤菌，并用春雷霉素处理种子，可抑制土著根瘤菌，提高接种菌剂的占瘤率，从而达到高结瘤、高固氮和提高产量的目的。本文将探讨诱变对根瘤菌抗春雷霉素突变的作用，并对获得的抗性突变株的生物固氮特性进行分析。