大豆根瘤菌的新类群

1982年从辽宁省铁岭地区的野大豆根瘤中分离得到一个大豆根瘤菌新类群—超慢型大豆根瘤菌。此类群在栽培大豆上结瘤良好,但在豌豆、百脉根、紫云英、草木樨上不结瘤;在绿豆上能结瘤,不属135血清型。突出的特点是产碱能力强,培养5天后pH达到7.72—8.05,代时超长,被测定的2064菌株代时为25.9小时。     

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。     

大豆根瘤菌结瘤作用统计方法的建立及其对接种效果的统计分析

利用发光大豆根瘤菌ＨＮ０１ＬＣ０２接种大豆黑农３９,通过对发光根瘤在大豆根系上的数量和位置分布进行分析,对根瘤菌的结瘤作用建立了一种新型统计方法,并用这种统计方法分析了不同接种技术对豆科植物结瘤作用和植物生长的影响。     

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。     

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。     

诱发油菜结瘤固氮的研究

用果胶细菌处理油菜幼根,使花生根瘤菌侵入油菜根部并结瘤。试验结果表明:根瘤菌侵入油菜根细胞,形成含根瘤菌的根瘤,结瘤率为31.25％。从这些根瘤中分离出的菌株能回接到原寄主。血清学方法测定,油菜根瘤分离物与原接种的根瘤菌起凝集反应。根瘤石蜡包埋切片观察,根瘤细胞内充满了细菌。根瘤固氮酶活性为0.17—3.43nMC_2H_4/株小时,酰脲丰度为0.10％—3.58％。     

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.     

大豆根瘤菌接种效应及竞争结瘤能力分析

为了筛选获得竞争结瘤能力强且对大豆生长发育、产量有积极影响的大豆根瘤菌菌株,以前期分离、鉴定、纯化的10株根瘤菌菌株为材料,对高匹配性大豆品种进行了田间接种试验。于大豆盛花期测定根瘤菌的结瘤数量及固氮酶性能。同时,对接种供试菌株及分离获得的根瘤菌菌株进行BOX-PCR并比较不同菌株之间的BOX分子指纹图谱,以此获得供试菌株的田间占瘤率。于成熟期测定大豆的主要生育特征、产量构成因子。结果表明:大豆接种根瘤菌后在整个生长期,叶片表现为颜色深绿,质地鲜嫩;根瘤菌可以显著促进大豆根系结瘤,增加单株根瘤数目。接种处理I4(即接种菌株112-1)的单株根瘤数最多,比不接种对照处理I0多32.95%,差异显著。接种根瘤菌处理的根瘤干重均显著低于不接种对照处理。其中,接种处理I4的根瘤干重最高。接种处理I6的固氮酶活性最高,与接种处理I4之间差异不显著;接种菌株的占瘤率为10%~90%,占瘤率变化幅度较大,平均占瘤率为50%。I4处理占瘤率最高为90%,I6处理(即接种菌株113-1)的占瘤率次之,为75%;菌株占瘤率与单株根瘤数呈极显著的正相关(r=0.82**),单株瘤干重与菌株占瘤率、单株根瘤数、固氮酶活性均呈现负相关(r=-0.387,r=-0.50,r=-0.13);I6处理株高最高,I4处理次之,两处理之间差异并不显著;I2、I4、I6处理的单株荚数、单株粒数相对较高,3处理之间差异并不显著;I4处理的大豆百粒重均显著高于其它菌液处理。根据接种根瘤菌对大豆结瘤固氮性能、产量等方面的影响,结合各根瘤菌株的竞争结瘤能力,筛选获得适于黑龙江哈尔滨地区大豆生产有广阔利用价值的高效大豆根瘤菌株112-1和113-1。     

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。     

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。     

乙烯对豆科植物生长发育和根瘤形成的影响

乙烯是一种重要的植物激素,在植物生长和发育以及对外界环境信号的响应中发挥重要作用。乙烯调控了豆科植物的黄化苗的三重反应和光下幼苗的生长,能够促进叶片和花的衰老和脱落。豆科植物能与根瘤菌形成互利共生关系,在根部形成一种特异的固氮器官——根瘤。在结瘤过程中,由于豆科植物结瘤习性或遗传背景的不同,乙烯能够抑制或者促进根瘤的形成。乙烯与其它植物激素的互作也调控了豆科植物根瘤的形成。文章对乙烯信号途径调控豆科植物的生长发育和根瘤形成的相关研究做了综述和分析,并就未来关于豆科植物乙烯信号转导的研究进行了探讨和展望。     

大豆根瘤菌与促生菌复合系筛选及机理研究

通过溶磷和生长素分泌的定性测定,从大豆根际土壤及实验室保藏菌株中分离筛选植物根际促生细菌(PGPR),采用大豆根瘤菌和促生菌双接种的蛭石盆栽试验,初筛获得能够促进大豆植株生长、提高大豆根瘤菌结瘤固氮作用的促生菌5株.进一步的土壤盆栽复筛实验表明,筛选得到的5株促生菌与大豆根瘤菌进行双接种,能够在阜阳、济宁和延安的3种土...     

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。     

黄土高原地区优良大豆根瘤菌的筛选与接种方式研究

采用蛭石和土壤盆栽试验,从黄土高原地区17个大豆品种上采集根瘤,对根瘤进行分离纯化、回接验证和遗传多样性分析,根据遗传多样性分析结果、分离宿主和分离地点,选出代表菌株用于筛选与黄土高原地区面积种植最大的大豆品种晋豆25相匹配的优良菌株,并在田间进行了根瘤菌喷施、拌种和种下接种不同接种方式效果比较试验.以瘤数、瘤干重、植株干重、植株全氮量为指标,通过蛭石盆栽试验初筛获得与晋豆25共生匹配效果好的根瘤菌10株;其进一步的耐旱试验和土壤盆栽复筛结果表明:菌株Bradyrhizobium liaoningense 4345和Sinorhizobium fredii 4338在结瘤能力、固氮能力、竞争能力和耐旱性能方面最好,揭示B. liaoningense 4345和S. fredii 4338具有良好应用前景.在田间进行的根瘤菌3种接种方式小区试验中,B. liaoningense 4345喷施处理在大豆植株干重、植株全氮量、占瘤率和产量等方面均显著高于另2个处理和对照,S. fredii 4338拌种和喷施较好,表明黄土高原地区大豆根瘤菌的适宜接种方式是喷施和拌种.     

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。     

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     

豆科植物结瘤试验——水培法介绍

在根瘤菌菌种选育工作中,盆栽试验是必要的研究手段。小粒种子豆科作物如紫云英等用琼脂栽培法是行之有效的。大粒种子豆科作物如花生、大豆等,一般用的砂培法或砂水双重培养法,不易随时观察根瘤菌浸染能力,对根瘤的调查和固氮酶活性的测定也不方便。本文根据我们的研究工作,介绍一种豆科植物结瘤的试验方法一水培法,以供研究参考。     

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。     

1970—2020年间黄淮海夏大豆部分育成品种(系)结瘤能力鉴定

为了确定黄淮海地区大豆育成品种(系)的结瘤能力差异，本研究以1970—2020年黄淮海地区育成的143份大豆品种(系)为试验材料，在盆栽条件下接种根瘤菌菌株USDA110,以单株根瘤数、单株根瘤干重作为结瘤能力鉴定指标，筛选结瘤能力强和弱的大豆种质。同时比较黄淮海地区不同省市参试材料的结瘤差异，分析结瘤差异与产量、育成年份、蛋白含量、油分含量和蛋油总含量的相关性。结果表明：参试的不同大豆品种(系)间单株根瘤数最大值为35个，最小值为6个，均值为17个，单株根瘤干重最大值为124.89 mg,最小值为26.44 mg,均值为53.81 mg。筛选出结瘤能力前5%品种(系),包括安豆1311、灌云大四粒、沿大粒、太丰6号、商豆7号、黄豆ZDD08405和08Y观205,作为培育强结瘤能力品种的亲本。不同地域来源参试材料间结瘤能力也存在差异：江苏省材料单株根瘤干重和单株根瘤数最大，分别为64.30 mg和20个；山东省材料单株根瘤干重最小，为48.50 mg;山西省和安徽省材料单株根瘤数最小，均为15个。单株根瘤干重与籽粒蛋白含量成正相关。研究结果可为黄淮海地区大豆育种提供强固氮亲本材料。