水稻联合固氮菌质粒的鉴定及固氮(nif)基因定位

应用改进的Casse法提取质粒,鉴定了供试菌株的质粒存在情况:高NH_4~+和N_2培养的Alcaligenes faecalis A_15,Enterobacter cloacae E26,E.cloacaeEnSs和klebsiella planticola DWUL2分别携有1—2个大质粒,分子量在30—200Md之间;K.planficola和Pseudomonas saccharophila含有小质粒;K.oxytocaNG13不携质粒。供试菌株中DNA与nif探针R1 nif DH和Ec nif B-Y均具有同源性。A.faecalis A15,E.cloacae E26和K.oxytoca NG13的nif基因位于染色体上,而E.cloacae EnSs的nif基因则位于一个较大质粒上。     

中慢生型天山根瘤菌胞外多糖相关基因exo5及其在根毛吸附和生物膜形成中作用的研究

用质粒pKGL 3上的转座子随机插入失活的方法得到两个中慢生型天山根瘤菌胞外多糖缺失菌株,并通过随机引物PCR的方法确定了转座子插入的基因位点,该基因与豌豆根瘤菌的UDP-葡萄糖脱氢酶基因有高度的同源性.根毛吸附实验发现该基因缺失,导致胞外多糖缺失突变菌株在其宿主植物甘草上的根毛吸附量大大降低,同时生物膜的形成实验发现中慢生型天山根瘤菌的exo5-菌株不能像野生型菌株一样形成丰富的生物膜,也从侧面证明了根毛吸附实验的结果,初步推测胞外多糖可能通过影响中慢生型天山根瘤菌的根毛吸附过程来影响其与豆科植物的共生固氮.     

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。     

热不对称PCR(TAIL-PCR)和Tn5转座子质粒拯救法快速分离水稻条斑病菌致病相关基因

构建植物病原菌突变体库是进行新基因发掘和功能基因组学研究的有效途径之一.为快速准确地鉴定Tn5的插入位点和相应的功能基因,研究采用热不对称PCR(TAIL-PCR)和Tn5转座子质粒拯救两种技术,鉴别了在筛选水稻条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola)Tn5插入突变体库过程中获得的8个在水稻(Oryza sativa)上毒性减弱的突变体.结果显示,TAIL-PCR和Tn5质粒拯救结合使用,可有效地鉴别Tn5的插入位点和相应的功能基因.TAIL-PCR鉴别的5株突变体是Tn5分别插入在分泌系统结构蛋白F基因(gspF)、cAMP调控蛋白、膜镶嵌蛋白酶酶原、S-蛋硫氨酸脱羧酶亚基和gspJ基因上;Tn5质粒拯救法鉴别的3株突变体是Tn5分别插入在致病性蛋白、功能未知的保守蛋白和鞭毛特异性ATP合酶基因上.序列同源性分析发现,8株突变体Tn5插入的基因与基因组测序的BLS256菌株中的对应基因同一性达100%.这表明,TAIL-PCR和Tn5质粒拯救技术可有效地应用于植物病原菌Tn5突变体库的鉴别和目标基因的分离.     

~(125)I对农作物污染的研究

本文研究了~(125)I对玉米、小麦、大麦等5种作物幼苗,及植物叶片,卒孕—抽穗期水稻,结荚期大豆,抽穗期冬麦,开花期豌豆等的污染。结果表明,在相同污染条件下,各种植物幼苗被污染的水平不同,~(125)I可由污染叶片向新生叶片、豆荚、根部转移,也可由茎表面横向转移至内部,~(125)地可由土表向深层移动。     

不同年限毛竹林土壤固氮菌群落结构和丰度的演变

应用变性梯度凝胶电泳(denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)和荧光定量PCR(real time fluorescent quantitative PCR,q PCR)方法研究了不同年限毛竹林土壤固氮菌群落结构和丰度的变化。结果表明:土壤p H、有机质、有效磷、速效钾和铵态氮含量在马尾松林改造成毛竹林5 a后明显提高,而后逐渐降低,并趋于稳定;土壤固氮菌多样性和nif H基因丰度也呈现相似的趋势。条带测序分析表明,毛竹林土壤固氮菌均为不可培养的固氮菌,与慢生根瘤菌(Bradyrhizobium sp.)具有较高的相似度。冗余分析结果表明,不同栽培年限毛竹林地土壤固氮菌群落组成发生了明显变化,长期栽培毛竹林引起的土壤养分变化对土壤固氮菌多样性具有重要影响。     

甘肃地区道地药材根际固氮微生物分离鉴定

为调研甘肃中药材种植区的固氮微生物资源,从党参、黄芪和当归3种药材种植地的根际土壤中分离具有固氮酶活性的微生物,单菌株纯化并进行分子生物学鉴定,最后通过乙炔还原法检测各菌株的固氮酶活性。结果表明:这3种作物的根际土壤中固氮微生物资源丰富,共分离得到28株具有固氮酶活性的菌株,经鉴定主要为根瘤菌属、芽孢菌属、单孢菌属、无色杆菌属和粘着箭菌属等,固氮酶活性为53.5 C_2H_2nmol·(h·ml)-1~295.3 C_2H_2nmol·(h·ml)~(-1),无色杆菌属的固氮酶活性较高。此研究为下一步筛选适合中药材生长的微生物固氮菌肥的菌种提供一定的理论依据。     

兰州地区盐碱地小麦根际联合固氮菌分离及部分特性研究

结合气相色谱仪和高效液相色谱仪 ,利用乙炔还原等方法对兰州地区盐碱地小麦根际联合固氮菌进行分离和固氮酶活性、溶磷性、分泌植物激素特性研究。结果表明 :从小麦根际分离获得的 12株联合固氮菌株固氮酶活性差异较大 (C2 H4,12 4 6～ 6 5 1 6nmolh-1ml-1) ,具有较高固氮酶活性的菌株较少 (C2 H4大于 5 0 0nmolh-1ml-1的菌株只有 4株 ) ;固氮菌株中有 2株具有溶磷性 ,其溶磷强度 (P)分别为 16 30 μgml-1和 9 82 μgml-1;9株固氮菌株可分泌IAA ,但分泌IAA浓度相对较低 (1 4 0～ 15 13μgml-1) ,大于 10 μgml-1的菌株只有 2株。从菌株固氮酶活性、溶磷性和分泌植物生长素特性看 ,Pseudomonassp ChW1、Azotobactersp ChW5、Zoogloeasp ChW6、AzotobacterchroococcumChW11和Azospirillussp ChW15等在研制小麦菌肥方面具有较大的开发潜力。     

固氮球形芽孢杆菌与巨大芽孢杆菌的混合增效作用

球形芽孢杆菌Bs7与巨大芽孢杆菌Bm1 0 1混合培养时具有固氮增效作用。稀释 40 0倍的巨大芽孢杆菌的无菌上清液与球形芽孢杆菌共培养 ,同样能增强后者的固氮活性。Bs7(pAB5 76 )在纯培养时的nifA表达活性为 6 849 5Miller单位 ,与巨大芽孢杆菌上清培养液进行混合培养时的表达活性为 75 0 0 4Miller单位。上述结果表明 :某些微量非碳源的活性分泌物和某些固氮调节基因可能在固氮增效作用中起重要作用。在与水稻联合培养条件下 ,混合接种球形芽孢杆菌与巨大芽孢杆菌可以提高固氮菌在水稻根表的定殖能力     

镍对花生根瘤菌(Rhizobium arachis)氢酶活性的影响

在吸氢培养基(HuM)和氢气培养下,镍明显地促进了花生根瘤菌(Rhizobiumarachis)L8-3菌株的氢酶活性.5μM NiCl_2能提高吸氢活性两倍以上。螯合剂EDTA和邻菲啰啉抑制氢酶活性,在抑制浓度的螯合剂存在下.加镍可使吸氢活性恢复。除镍外其他二价金属离子如钼、铜、锌、钴、铁、镁、锰、钙等未发现对吸氢活性有促进作用。氢酶活性表达的时间进程受镍的调节,氯霉素阻遏氢酶活性。镍和EDTA对无细胞提取液的氢酶活性不产生影响。研究结果初步认为镍是花生根瘤菌L8-3菌株氢酶活性表达所必需的,可能参与氢酶蛋白的合成。     

Late watergrass (Echinochloa phyllopogon): mechanisms involved in the resistance to fenoxaprop-p-ethyl

Fenoxaprop-p-ethyl (FE), 2-[4-[(6-chloro-2-benzoxazolyl)oxy]phenoxy] propanoate, ethyl ester (R), is an aryloxyphenoxypropionate herbicide for postemergence control of annual and perennial grasses in paddy fields; its site of action is acetyl-coenzyme A carboxylase (ACCase), an enzyme in fatty acids biosynthesis. The possible mechanism(s) of resistance to FE in a resistant biotype of Echinochloa phyllopogon was examined, namely, absorption, translocation, and metabolism of FE and ACCase susceptibility to fenoxaprop acid (FA). Studies of the in vitro inhibition of ACCase discounted any differential active site sensitivity as the basis of resistance to FE. There were differences in absorption rates between biotypes from 3 to 48 h after application (HAA). Biotypes did not differ in either the amounts or the rates of FE translocated; 98% of applied [14C]FE remaining in the treated leaf. However, there was a good correlation between the rate of herbicide metabolism and the plant resistance. The R biotype produced 5-fold less FA and approximately 2-fold more nontoxic (polar) metabolites 48 HAA than the S biotype. Moreover, the higher rate of GSH conjugation in the resistant biotype as compared to the susceptible one indicates that GSH and cysteine conjugation is the major mechanism of resistance of the R biotype against FE toxicity.     

Indole acetic acid production by Rhizobium: Effect of 2-ketoglutaric acid

I ndole acetic acid (IAA) production from tryptophan by cell suspensions of Rhizobium trifolii, R. leguminosarum, R. phaseoli and R. lupini was studied in the presence or in the absence of 2-ketoglutaric acid. In R. lupini, production of IAA was strongly enhanced by the ketoacid, but in fast growing rhizobia it was less enhanced or unaffected. On the other hand, glutamic acid inhibits IAA production by R. meliloti, but stimulates IAA production in both R. leguminosarum and R. phaseoli. A hypothesis is proposed to explain these results.     

TAIL-PCR和 Tn5 转座子质粒拯救法快速分离水稻条斑病菌致病相关基因

构建植物病原菌突变体库是进行新基因发掘和功能基因组学研究的有效途径之一。为了快速准确地确定Tn5的插入位点和相应的功能基因,本研究采用TAIL-PCR和Tn5转座子质粒拯救两种技术对本实验室在筛选Tn5转座子插入水稻条斑病菌的突变体库过程中获得的8个在水稻上毒性减弱的突变体进行了鉴别。结果显示,TAIL-PCR和Tn5质粒拯救相互结合使用,可有效鉴别Tn5的插入位点和相应的功能基因。TAIL-PCR明确的5株突变体是Tn5分别插入在gspF、cAMP-regulatory protein、Integral membrane protease subunit、S-adenosylmethionine decarboxylase proenzyme和gpsJ 基因上从而导致水稻条斑病菌的毒性发生了改变;Tn5质粒拯救法明确的3株突变体是Tn5分别插入在pathogencity protein、conserved hypothetical protein和flagellum-specific ATP synthase 基因上。同源分析发现,8株突变体Tn5插入的基因与已基因组测序的BLS256菌株中的基因同源性达100%。这表明,TAIL-PCR和Tn5质粒拯救技术可有效应用于植物病原菌Tn5突变体库的鉴别和目标基因的分离。     

利用高效转座质粒克隆Streptinomonas maltophilia YHJ-1的分解羽毛相关基因

嗜麦芽窄食假单胞菌Streptinomonas maltophilia YHJ-1是一株能高效降解羽毛角蛋白的菌株;该菌对卡那霉素等多种抗生素不敏感。本实验利用携带Tn5转座酶和卡那霉素抗性转座质粒pRL27和含氯霉素抗性基因盒的pMCm质粒,构建了以氯霉素抗性作为选择标记的转座质粒pRH30。以E. coli UQ3021/pRH30为供体,通过双亲本杂交,构建了S. maltophilia YHJ-1的插入突变体文库,该库共含1246个转化子。随机挑选4个突变子的氯霉素抗性检测和PCR扩增测序分析结果显示文库是可靠的。已从文库中筛选出3株不能降解羽毛转化子,表明利用氯霉素抗性的转座质粒pRH30来构建菌株YHJ-1的突变体是克隆其相关基因并进行遗传分析的有效方法。     

根瘤菌中的nodD基因及其与弗兰克氏菌（Frankia）中的类nodD基因的功能互补

根瘤菌可在几种豆科植物上成瘤,结瘤基因（ｎｏｄ基因）赋予这些细菌以寄主专一性的方式诱导瘤的形成。目前,已被鉴定的三类主要结瘤基因是：＂公共＂结瘤基因,如ｎｏｄＡＢＣ,这类基因是结瘤不可缺少的,并具有高度的结构和功能上的保守性;另一类是寄主专一性基因,这类基因具有种属或菌株的专一性,它们决定了细菌的寄主范围;最后一类是结瘤基因Ｄ（ｎｏｄＤ）,这类基因编码一类调节蛋白,并和植物分泌的酚类化合物一道起动其他结瘤操纵子的转录。一些根瘤菌种属只有一个拷贝的ｎｏｄＤ基因,而另一些则可拥有三个拷贝之多。苜蓿根瘤菌（Ｒ．ｍｅｌｉｌｏｔｉ）中存在三个拷贝的ｎｏｄＤ基因,其中的任何一个发生突变都以依赖于寄主的方式影响结瘤效果。在慢生型大豆根瘤菌（Ｂ．ｊａｐｏｎｉｃｕｍ）中,ｎｏｄＤ１突变菌株还可在大豆或其他豆科植物寄主上结瘤,只是稍往后推迟而已,ｎｏｄＤ２基因对ｎｏｄＹＡＢＣＳＵＩＪ操纵子诱导的影响却很小,两个ｎｏｄＤ拷贝突变后尚表现出结瘤活性。在只有一个ｎｏｄＤ基因拷贝的根瘤菌种属中,如豌豆根瘤菌（Ｒ．ｌｅｇｕｍｉｎｏｓａｒｕｍ）和茎瘤固氮菌（Ａ．ｃａｕｌｉｎｏｄａｎｓ）中,ｎｏｄＤ突变后会导致菌株丧失结瘤能力。一般说来,不     

高寒草甸非生长季土壤表层水汽传输阻抗的变化特征和水热驱动

土壤表层水汽传输阻抗是估算区域蒸散的关键参数之一,但其与土壤水热参数的数量关系的研究在高寒系统中十分薄弱。利用涡度相关系统观测的2014/2015年度高寒草甸非植被生长季(11月-翌年4月)的土壤蒸发数据,基于Penman-Monteith方程反推得出非生长季土壤表层阻抗的昼(9:00-18:00)变化特征,并研究其与土壤5cm温度和土壤5cm含水量的关系。结果表明,非生长季土壤表层阻抗表现出单峰型日变化特征,其最大值一般出现在15:00前后。逐时土壤表层阻抗与土壤5cm温度呈极显著幂函数阈值关系(R2=0.38,P0.01,N=115),即土壤温度为–4.25℃时土壤表层阻抗最大;与土壤5cm含水量呈极显著指数负相关(R2=0.12,P0.01,N=115)。非生长季逐日土壤表层阻抗的变化无明显季节规律,与土壤5cm温度(R2=0.69,P0.01,N=10)和土壤5cm含水量(R2=0.27,P0.01,N=10)均表现为极显著指数负相关。相关分析表明,非生长季土壤蒸发主要受太阳总辐射(R20.50,P0.01)的控制。研究结果表明土壤温度而非土壤含水量主导着高寒草甸非生长季土壤表层阻抗的变化。     

转座子诱变甘蓝黑腐病黄单胞菌所获胞外多糖突变体的验证

利用转座子Ｔｎ５ｇｕｓＡ５上的抗性基因,通过“鸟枪法”克隆到用这种转座子诱变甘蓝黑腐病黄单胞菌所获得的三个胞外多糖突变体菌株Ｔ１０６、Ｔ１１３和Ｔ１１７中的转座子及其相邻序列的ＤＮＡ片段,并利用含有这些片段的重组质粒,通过标记置换构建了突变体。通过检测标记置换突变体的胞外多糖产量及Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交,证实了胞外多糖突变株Ｔ１０６、Ｔ１１３和Ｔ１１７不仅确系转座子插入所致,而且转座子插入的位点分布在染色体的不同区域。从而证实了我们所报道的诱变体系是可行的     

细菌转座子Tn5转座机理的研究进展

细菌转座子Tn5属于IS4家族，两端具有两段倒置的IS50序列。右末端(IS50R)编码转座酶(Tnp)和一个阻遏转座蛋白(Inh)；左末端(IS50L)存在一个赭石突变，不能编码有功能的转座酶。Tn5属于非复制型转座子，被广泛应用于发现新基因、分析基因功能和构建突变体库。但是在相当长的一个时期里，人们对其转座机理、转座热点等问题并不完全清楚。随着在体外具有活性的转座酶Tnp EK／LP(同时含有E54K和L372P两个突变点)的成功构建，以及对Tnp催化中心三维结构的深入研究，近几年对Tn5的转座机理才有了深刻了解。本文综述了Tn5的转座机制、Tnp结构、DDE模体和转座频率调控等研究的最新进展。     

Linear free energy study of ring-substituted aniline ozonation for developing treatment of aniline-based pesticide wastes

The relative rate constants for the reaction of ozone were determined for several substituted anilines in aqueous solutions at pH 6.5 and 1.5. At pH 6.5, with the exception of m- and p-nitroaniline, the rate constants obey Hammett's equation: log(k(X)/k(H)) = rho sigma. The departure of m- and p-nitroaniline may be explained by direct conjugation of the reaction center. The commonly used sigma(p)(-) value of 1.27, which extends the range of applicability of the Hammett equation, was insufficient to account for the conjugation effects on ozonation of p-nitroaniline; rho = -1.48 (R = 0.973). Use of amine group atomic charge determinations significantly improved correlations: (k(X)/k(H)) = 48.7 delta - 18.2 (R = 0.996). A linear plot of Hammett constants versus relative rate data at pH 1.5 showed poor correlation: rho = 0.72 (R = 0.572). Poor correlation was similarly observed for amine group atomic charge determinations, suggesting varied reaction mechanisms.