江南桤木根瘤及其内生菌超微结构的研究

用光学显微镜、透射电镜和扫描电镜对江南桤木(Alnus trabeculo sa Hand—Mazz.)根瘤形态解剖特征及其内生菌的超微结构进行了观察研究。 江南桤木根瘤属于典型的枝丛状类型瘤,多年生根瘤簇直径1—5cm。电镜图象表示,成熟根瘤的内皮层细胞中存在大量菌丝与泡囊,少数感染细胞产生大量多态形的拟类菌体细胞。菌丝分枝、具有高密度电子的单层细胞壁和单层壁的横隔膜,直径0.3—0.5μm,细胞质内有明显单位膜的中间体。成熟的泡囊园形或椭圆形,表面比较光滑,细胞壁不完整,直径为2—4μm。内生菌的这些不同发育形态与它们在共生固氮中的作用,本文也作了讨论。     

杨梅根瘤Frankia菌的分离和培养特性研究

从荸荠种杨梅根瘤中分离获得3个内生菌株,经显微镜检查、回接、固氮活性测定、革兰氏染色检测,证实这3个内生菌为3个Frankia sp.,分别命名为Mpc11、Mpc12、Mpa11,并对这3个分离株的培养特性进行了研究.结果表明,Mpc11、Mpc12、Mpa11 3个菌株的固氮酶活性分别为691 nmol乙烯/mg蛋白·h、689 nmol乙烯/mg蛋白·h和1039 nmol乙烯/mg蛋白·h.适宜于在BAP(有氮)固体培养基、BM+NZ和FMS液体培养基上生长.且分别以葡萄糖、丙酮酸钠(含量均为1 g/L)、吐温-20(含量为1 mL/L)为唯一碳源或分别以酪蛋白水解物、酵母抽提物(含量均为0.5 g/L)为唯一氮源的BAP培养基上生长良好;能利用丙酸钠,但利用率低;且均不能利用尿素.Mpc11和Mpa11分离株适宜于在pH5.5～6.5范围内生长,pH7.0以上则菌体生长受到抑制.     

毛赤杨根瘤内生菌的超微结构研究

通过光学和电子显微镜对5~10月生长季节内的毛赤杨(Alnus hirsute)固氮根瘤进行了研究。超微结构研究结果表明其根瘤有明显季节变化。瘤内生菌表现为2种形式:有分枝且有隔菌丝(0.4~0.8μm)及生长于母体菌丝顶端泡囊(1.5~3.0μm)。毛赤杨根瘤内生菌超微结构与其它赤杨根瘤内生菌相似。     

沙棘根瘤及根瘤内弗兰克氏菌形态的显微观察

沙棘根系可以与土壤中的弗兰克氏菌形成特殊的共生固氮器官——根瘤。以中国沙棘为材料,利用光学显微镜和透射电子显微镜对根瘤形态、瘤瓣解剖结构和根瘤中弗兰克氏菌的存在形式进行了较为细致的观察。结果表明,沙棘根瘤是以单个瘤瓣为基本单位、经多次二叉分枝形成的珊瑚状结构;瘤瓣的各个组织均有侵染细胞的存在,其中外皮层和中皮层外侧区域的侵染细胞分布密集,中皮层的内侧区域以及中柱内侵染细胞相对较少;弗兰克氏菌在侵染细胞内以菌丝体、泡囊和孢子囊3种不同的形式存在。这些观察结果为相关研究提供了更为清晰和直观的基础资料。     

杨梅根瘤内生菌的回接侵染特性

采用不同的接种方法对1株杨梅根瘤内生菌进行了回接侵染试验。结果表明：这株根瘤内生菌对杨梅幼根具有很强的感染能力，而且不同的接种方式对弗兰克氏菌回接侵染效果会产生一定的影响。菌体分批接种、菌龄6—8周、苗龄4周、接种量20mg／株(湿菌体)，能够产生高效的共生效果。     

马桑根瘤内生菌纯培养物的分离、回接及其生物学特性

多次采用根瘤切片法直接从野生的马桑根瘤中分离内生菌纯培养物均未获成功;但用同样方法从温室里人工接种形成的马桑根瘤中却分离到大量纯培养物。其中273株经盆栽回接后发现有24株能侵染结瘤;少数菌株还通过半固体斜面和珍珠岩盆栽回接成功。对10株纯培养物表型特性的研究表明,它们均具有Frankia的形态和培养特征;生理类型除有A、B两型外,尚出现有一类A、B混合型,其中凡属B型菌株的均能侵染结瘤,A型则不能,两株A、B混合型中有1株能结瘤,另1株却不能;碳、氮源利用特性和其它Frankia基本相似;细胞壁组分既有Ⅲ型也有Ⅱ型;全细胞鉴别性糖大多为木糖和半乳糖,少数菌株只含有半乳糖或木糖,或含有半乳糖、木糖和阿拉伯糖。DNA中G+C mol%为65%～74%。     

弗兰克氏菌的研究进展与前景

弗兰克氏菌与植物共生结瘤固氮的意义不亚于豆科植物的根瘤菌,并有更广阔的研究开发前景。本文简要介绍了弗兰克氏菌的研究历史,着重评述了弗兰克氏菌菌的宿主种类菌种分类,固氮数量,适应范围,固氮特性,新共生体系的侵染作物等的研究进展,并对弗兰克氏菌的进一步研究开发提出思路和展望。     

长白山赤杨根瘤内Frankia的基因多样性分析

采集长白山自然保护区北坡东北赤杨、西伯利亚赤杨、色赤杨根瘤样品21个，对根瘤内Frankia DNA的16S-23SrDNA和nifD-nifK两个基因间隔区段(IGS)进行PCR—RFLP分析，研究其基因多样性。结果表明：与赤杨共生的Frankia菌存在丰富的基因多样性，基因类型与宿主种型关系密切。东北赤杨对Frankia的特异性较高，与西伯利亚赤杨和色赤杨共生的Frankia菌有较近的亲缘关系。上述结果说明Frankia菌与其宿主赤杨间存在着协同进化。     

广西杨梅根瘤Frankia菌的分离和培养特性研究

采用根瘤切片法从广西本地杨梅根瘤中分离获得3株内生菌,经镜检、革兰氏染色和BAP无氮培养基培养,证实这3株内生菌为Frankia sp.,分别命名为MF3、MF6和MF9。对这3株分离株在不同碳源、氮源和pH值的培养特性进行研究。结果表明,3株分离株在分别以吐温-80、葡萄糖、丙酸钠为碳源的BAP培养基上生长良好,3株分离株对琥珀酸钠的利用较差;适宜的氮源为酵母膏、酪蛋白和氯化铵,尿素的利用率低。3株分离株均适合在pH 5.5～6.5范围内生长,pH 7.0以上生长受到抑制。     

交叉接种后固氮放线菌基因稳定性研究

放线菌Frankia与放线菌根植物在根瘤中共生的现象发生在8科24属被子植物上．系统发育分析表明：Frankia可分为4个族，其菌株对寄主植物有明显的偏好性．用大理旱冬瓜根瘤接种昆明和武定旱冬瓜幼苗，收集幼苗上的根瘤，再对幼苗接种数次．用武定旱冬瓜和川滇桤木幼苗做同样实验，最后对Frankia的16S rRNA基因进行ARDRA分析，发现接种幼苗根瘤中Frankia与接种根瘤中Frankia产生相同的16S rRNA基因ARDRA带型．     

海拔对旱冬瓜共生固氮放线菌基因多样性的影响

直接从昆明西山、武定狮山和大理苍山采集的的旱冬瓜根瘤中提取DNA，扩增出Frankia的16S rDNA，然后用ADARA技术研究不同海拔的旱冬瓜根瘤中共生固氮放线菌Frankia的遗传多样性。结果表明：（1）海拔是影响旱冬瓜共生Frankia的遗传多样性的重要因素；（2）海拔梯度越大，则Frankia的遗传多样性越丰富；（3）某些基因类型的Frankia仅出现在某些海拔上，而另一些则分布在较广泛的海拔范围。     

沙棘根瘤的解剖学研究

为了解沙棘根瘤的固氮能力，对其进行了形态结构和解剖结构的研究。结果表明：沙棘（Hippophae rhamnoides)的根系发达，具有很强的分蘖能力，而且能和放线菌中的弗兰克氏菌（Frankia)共生，形成根瘤。对根瘤生长、发育及形成的泡囊进行了研究，明确了根瘤的寄生部位和泡囊的固氮情况，并深入研究了Frankia菌的分离培养以及根瘤的侵染过程。     

圣诞树和黑荆树根瘤菌的分离及回接

从圣诞树(Acncia dealbata Linn)、黑荆树(Acacia mearrnsii De Willd)的根瘤中分离培养各获得3个单菌落．初步鉴定为根瘤菌(Rhizobium．spp)．挑选圣诞树03-A-1菌株、黑荆树03-D-2菌株分别回接于用灭菌无氮培养液培养的圣诞树、黑荆树幼苗，并与对照组对照，回接植株有根瘤形成．表明03-A-1，03-D-2菌株是根瘤菌菌株．     

杨梅共生菌Frankia的分离培养及侵染特性

采用根瘤匀浆和根瘤切片法对福建南部、中部和东北部的杨梅根瘤共生菌进行了分离,并进行菌株培养、初步鉴定及侵染特性检测。结果获得6株共生菌,菌株具有分枝状菌丝、孢囊、泡囊等典型Frankia的特征性结构,经无氮诱导有固氮活性,在BAP液体培养基中生长良好,适宜的碳源为乙酸钠、丙酸钠和丙酮酸钠,适宜的氮源为酪蛋白。5个菌株生理类群为B型,细胞壁化学组分为Ⅲ型,菌株FMr16比较特异,具有串珠状菌丝体,生理类群为A型,细胞壁组分为Ⅱ型。侵染结果表明,6个菌株可侵染杨梅、沙枣、沙棘和四川桤木,但不使木麻黄结瘤,菌丝体接种效果好于根瘤匀浆接种,菌丝体分批接种效果优于单次接种。