生物固氮与固氮生物

氮是植物的“主粮”，土壤缺氮是农业生产上存在的一个大问题。大气中氮素含量约占80％，是丰富的氮素资源。遗憾的是，这些氮气是以分子状态存在，大多数植物无法把它们变成氮肥，供自己“食用”。可是，某些固氮微生物却有着奇特的固氮本领，能够把空气中的游离氮吸收，然后再转化变成作物可利用的“氨态氮”。人们把这一过程叫做“生物固氮”。     

非共生生物固氮的重要作用和研究进展

生物固氮在氮气的同化中具有巨大的作用．在自然生态系统中生物固氮有3种方式，其中关于豆科植物与根瘤菌的共生固氮研究的较多，细菌自生固氮和联合固氮常被忽视。文章系统地介绍了自身固氮和联合固氮方式．并对其在生态系统中的重要作用进行了综述，同时分析和评价了生物固氮的研究和应用前景。     

发展生物固氮产业势在必行

近年来,黑龙江省在豆类生产中大力推广生物固氮技术。今年应用秦皇岛领先科技发展有限公司研发的富思德大豆根瘤菌剂接种600万亩,减少氮肥(折合尿素)用量1.2万吨,专家预测可使大豆增产7%～15%,每亩节本增效40～50元。现刊发一组相关文章,供推广参考。     

Dicer蛋白分子的进化与结构研究进展

Dicer蛋白在RNA干扰(RNA interference,RNAi)途径中起着非常重要的作用,不同生物来源的Dicer蛋白在数量和结构上均存在着一定的差异.在植物界的生物进化过程中,Dicer蛋白的数量逐渐增多,功能逐步出现分化;而在动物界的生物进化过程中,Dicer蛋白的数量逐渐减少,功能却逐步整合.不同Dice...     

动物线粒体基因与进化研究进展

与动物细胞核DNA相比,线粒体DNA在遗传上具有自主性,很容易从组织中提取,且重复性好。线粒体基因组遗传特点的研究,已成为真核生物分子遗传学、发育生物学和分子系统进化领域中的一个重要模式体系。通过分析线粒体基因组的结构成分和遗传特点,阐述了线粒体DNA在进化遗传学方面的应用。     

施氏假单胞菌固氮调控蛋白NifA调节电子传递体rnf1基因簇的表达

施氏假单胞菌A1501中电子传递体基因簇rnf1位于固氮基因岛上,该基因簇的突变造成固氮酶活显著下降。在rnf1基因簇的启动子区含有固氮调控蛋白NifA的保守结合序列,实时定量qRT-PCR分析证实了nifA突变株中rnf1基因簇的表达量与野生型相比急剧下调,暗示着NifA直接参与rnf1基因簇的表达调控。细菌单杂交系统的体内互作实验表明,在大肠杆菌体内NifA与rnf1基因簇启动子存在直接相互作用;进一步的凝胶阻滞试验证明原核表达纯化的NifA蛋白与rnf1基因簇启动子序列存在体外直接结合。上述结果从分子水平上给出了两者间相互作用的直接证据,为深入研究联合固氮基因的表达调控网络奠定了基础。     

中国同一纬度不同进化类型大豆固氮特性的研究

本试验研究了中国同一纬度不同进化类型大豆主要生育时期的根瘤固氮酶活性、根瘤酰脲含量和幼茎段酰脲含量。结果表明，根瘤固氮酶活力表现为栽培大豆金元＞半栽培大豆吉５０４５１＞半野生大豆吉５０８５３＞野生大豆生１。根瘤和幼茎段酰脲含量也表现出与根瘤固氮活力类似的趋势。     

DNA分子进化研究进展

分子进化和重组技术在蛋白质体外进化工程中占据着越来越重要的地位,它可以对单一基因、质粒、代谢途径、部分甚至整个基因组进行改造,从而在较短时间内获得漫长自然进化过程无法得到的具有特定性质的基因、蛋白质甚至物种。文章通过综合概括各种DNA分子进化技术的原理、特点,并介绍这些技术的应用研究进展以及最新研究方向,促进其在提高酶活性、蛋白质产量和改善蛋白质（酶）的性能等方面广泛应用。     

肥料氮素在土壤中的迁移转化及生物学效应研究进展

氮素作为作物生长必需的大量元素之一,其供应状况直接影响到农业增产增收。施用氮肥对农业生产的发展起着重要的作用,是提高粮食单位面积产量的重要措施之一。我国氮肥用量最多,但是由于施肥方法或农业管理措施的不当,导致氮素损失加剧,氮肥利用率较低,同时也带来了很多环境问题。氮肥在土壤中的迁移转化是直接原因。本文首先简要介绍氮素迁移转化过程,综述国内外肥料氮素迁移转化特征及其生物学响应的研究现状,然后对肥际微域这一特殊环境中氮素的迁移转化特征进行阐述,最后对未来的研究方向进行展望,为氮肥的优化利用提供理论参考。     

多倍体植物基因组结构和基因表达的变化研究进展

杂交和多倍化是促进植物进化的重要力量。大量研究表明,植物多倍化后基因组结构和基因表达模式发生了复杂的变化,包括染色体重排、序列消除、基因沉默、基因激活等现象。鉴于此,综述了植物多倍化后基因组结构和基因表达模式变化的研究进展,以期为了解植物进化的机制提供参考。     

花生根瘤菌固氮机理研究进展

综述了根瘤菌分类,影响根瘤固氮机制的因素、根瘤菌及其宿主基因型的遗传改良与筛选,提出了花生根瘤菌应用存在问题及研究对策。     

巴西固氮螺菌固氮负调控基因与nifL基因的同源性研究

以棕色固氮菌和肺炎克氏杆菌的nifL基因较保守的N-端区设计了一对PCR引物,对巴西固氮螺菌总DNA进行扩增。序列分析结果表明,扩增片段与棕色固氮菌nifL基因的核苷酸同源性为47.2%,与肺炎克氏杆菌nifL基因的核苷酸同源性为49.1%。由此看来,巴西固氮螺菌与肺炎克氏杆菌和棕色固氮菌的nifL基因同源性很低。     

水稻氮高效相关基因的研究进展

提高氮肥利用率,降低农业生产中的氮肥投入,对实现中国提出的"化肥零增长"目标至关重要.氮素可通过植物根部以硝态氮或者铵态氮的形式从土壤中被吸收,并在植物体内转运合成氨基酸、核苷酸等生命必需物质,是农作物生长和产量形成的必要性元素.然而,氮肥过量则会破坏土壤理化性质,导致土壤盐碱化、生态环境污染;减少氮肥用量难以发挥当前...     

生物固氮研究现状及展望

生物固氮是自然生态系统中氮的主要来源,在农、林业生产和氮素的生态系统平衡中发挥着重要作用,是当前研究的热点。介绍了固氮微生物的种类以及生物固氮的原理。目前国外生物固氮研究集中在固氮酶系统和固氮基因转移方面,国内对生物固氮的研究集中以根瘤为研究对象,展开的一系列研究,但是我国生物固氮基础研究还非常薄弱。还介绍了当前生物固氮的主要研究方法,并分析了生物固氮未来研究方向。     

植物角质层结构组成、生物学功能及分离方法研究进展

角质层包括角质和蜡质,是覆盖在花、叶和非木质茎等植物地上部分器官的一层疏水性脂类物质,具有限制植物体内水分过度散失、抵御紫外辐射、防止病虫害入侵等功能,在植物生长发育和适应生物与非生物逆境过程中起到重要保护作用。角质层结构以及化学组成是影响其生物学功能的主要原因,具有十分重要的研究价值。综述了植物角质层的结构组成、生物学功能及其常用分离方法,并对已有研究中存在的问题进行了探讨,以期为今后角质层生理作用及其生物学功能方面研究提供理论参考。     

白蚁及其肠道细菌的固氮作用研究

台湾家白蚁(Coptotermes formosanus Shiraki)工蚁具有较高的固氮活性,刚收集的工蚁其固氮活性达0.094 4 μg/g*h-1.固氮活性的高低受白蚁食物含氮量、白蚁生理状态的影响,某些杀菌剂能使白蚁固氮活性丧失.从台湾家白蚁肠道中分离到2株兼性厌氧固氮菌HN1和YN菌株,经鉴定皆为柠檬酸菌属的菌株(Citrobacter sp.),均在厌氧条件下表现固氮活性.最大或然数法计数表明,每只白蚁肠道固氮菌数量约为7 500个.     

农业氮污染治理技术中脱氮菌的研究进展

农业生产中运用到大量氮肥,肥料中过量氮流入水中,导致水中氮浓度过高,对生态环境造成极大的影响,治理水中氮污染问题是现代农业生存的关键。生物脱氮因其简单高效、稳定、无二次污染等特点,成为去除水中氮污染的热点。脱氮菌是生物脱氮技术的核心,研究新型高效脱氮菌对生物脱氮技术的发展有着重要意义。目前,关于脱氮菌的研究越来越多,包括脱氮菌分离鉴定、影响因素及实际应用。研究表明,在分离鉴定研究中,大多数脱氮菌的状态为有颜色的圆形菌落,基本都属杆状菌;在影响因素研究中,不管是硝化细菌还是反硝化细菌,最佳温度在30～35℃之间,最佳pH为中性或弱酸弱碱性,硝化细菌的最佳碳氮比在10左右,而反硝化细菌的碳氮比在7左右;在实际应用探究中,发现混合菌比单菌的脱氮效果更为明显,但其中的组合配比仍需进一步研究。生物脱氮技术的研究仍处于实验室阶段,筛选更多高效菌株,优化其脱氮效果,并应用于实际生产中,对我国农业氮污染治理有重要社会价值。     

限控基因飘流的生物学措施研究进展

转基因作物种植面积逐年增加,到2011年全球转基因作物的种植面积达到1.6亿hm2,较1996年增长了近94倍。随着转基因作物的大面积商业化种植,由此带来的生物安全问题越来越受到人们的关注,其中花粉介导的基因飘流是人们关注的焦点问题之一。探索限控转基因飘流的生物学措施是当前国际上关于生物安全研究的热点和焦点。因此,就目前研究较多的生物学措施如叶绿体转化技术、基因剔除技术、转基因弱化技术、雄性不育技术、种子不育技术、闭花受精和无融合生殖技术、基因拆分技术、可控转基因技术等进行了综述,并对将来的研究方向进行了展望。