粪产碱菌与水稻根的联合过程

应用~(15)N同位素标记菌体和Tn5转座子诱变的突变株研究固氮粪产碱菌对宿主水稻的联合进程,结果表明,粘附作用是结合过程的第一步,接种3h后粘附在根表的菌体数量达最大值,约占接种量的3.7％。粘附的菌体易脱离根表,表明粘附作用是细菌与宿主植物间的弱的相互作用。在根表定位是结合过程的第二步。接种15h后,定位菌体数量达最大值,约占接种量的21％。经振荡处理不能使定位菌体脱离根表。定殖是结合过程的第三步,接种20h后定殖菌体紧密结合于根表,剧烈振荡亦不易使其脱离根表。定殖后菌体开始出现果胶酶活性。采用趋化(Che)和胞外多糖(Exo)突变株研究表明,趋化性和胞外多糖的合成是影响细菌在根表结合的重要因素。粪产碱菌在水稻根表没有专一的粘附部位,但粪产碱菌的定位和定殖主要发生在主根根表,尤其是主、侧根交接处。     

粪产碱菌耐铵工程菌与水稻联合共生固氮作用

粪产碱菌（ Ａａｅｃａｌｉｓｆａｅｃａｌｉｓ） 在ＬＷ 培养基下能产生植物激素ＩＡＡ。盆栽结果表明,接种Ａ．ｆａｅｃａｌｉｓ 显著提高了水稻的生长,接种Ａ１５０１ 和Ａ１５１３ 的水稻稻谷产量分别比未接种提高了８５％ 和１０３ ％ ,用１５ Ｎ 同位素稀释法估测水稻地上部总氮中来源联合固氮的百分率达９００ ％ 和１１５ ％ ,其结果与水稻地上部（ 茎叶及稻谷） 总氮量的增加幅度（８６ ％ 和１１６ ％ ）基本一致。研究还表明Ａ１５１３ 耐铵工程菌的产ＩＡＡ作用以及对水稻的生长和产量、联合固氮作用均优于原始菌株Ａ１５０１ 。     

水稻根际固氮粪产碱菌的研究（综述）

粪产碱菌分离自我国南方水稻田中，根据系统发育分类法属变形细菌中β亚类。粪产碱菌不仅能附着于水稻根表，部分细菌还能进入稻根细胞内，有较高的固氮能力，在高铵下它仍能合成固氮酶，并具有明显的ＰＧＰＲ作用。本文系统地论述了粪产碱菌的生物学特性及其联合固氮研究的进展。     

粪产碱菌(Alcaligenes faecalis)的反硝化及固氮作用

粪产碱菌生长在NH_4~+和NO_3~-两种氮源的介质中时,优先利用NH_4~+,在好气条件下,NH_4~+的存在抑制了粪产碱菌对NO_3~-的同化作用。在厌氧条件下,粪产碱菌能以乳酸为碳源,NH_4~+为唯一氮源进行反硝化作用,NO_3~-作为最终电子受体,接受无氧呼吸链传递的末端电子,经NO_2~-等氮氧化物最终还原为N_2。在好气和厌气条件下,低浓度的NO_2~-对粪产碱菌生长有一定抑制作用,但NH_4~-的存在并不抑制细菌对NO_2~-的利用。粪产碱菌在厌氧条件下还具有需硝酸盐的固氮酶活性。当氧存在或以NO_2~-代替NO_3~-时,固氮活性均受抑制,硝酸盐或亚硝酸盐浓度愈高,抑制愈强。反硝化作用产生的N_2能为微好氧条件下生长的粪产碱菌所重新固定。     

固氮粪产碱菌nifH∷gusA融合基因的构建及在根际联合体系中…

采用ＰＣＲ技术，获得含粪产碱菌ｎｉｆＨ基因启动子的０．６ｋｂＨｉｎｄ－Ⅲ－ＢａｍＨＩ的扩增片段，核苷酸序列分析结果表明，该ＰＣＲ产物的序列与已报道的模板ｎｉｆＨ启动子序列完全一致。通过两轮基因连接、转化和筛选，获得ｎｉｆＨ启动子与ｇｕｓＡ正向连接的融合基因表达载体ｐＴＧＹ７。经三亲结合将ｐＴＧＹ７导入粪产碱菌中，证明该融合基因能在结合子中正常表达。采用融合基因表达的组织化学定位方法，研究粪产碱菌在     

固氮粪产碱菌基因文库的构建及ntrC的克隆

采用广泛寄主范围的粘粒载体ｐＬＡ２９１７构建粪产碱菌Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ ｆａｅｃａｌｉｓ的基因文库。以巴西固氮螺科菌Ａｚｏｓｐｉｒｉｌｌｕｍ ｂｒａｓｉｌｅｎｓｅ ｎｔｒＣ ＤＮＡ为探针，经菌落杂交和Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交筛选获得含ｎｔｒＣ－ｌｉｋｅ基因的阳性克隆ｐＬＡＦ５８，建立了含ｎｔｒＣ同源序列的９．５ｋｂ ＳａｃＩ片段的物理图谱，采用巴西固氮螺菌ｎｔｒＢ ＤＮＡ探针杂交证明粪产碱菌ｎｔｒ     

异源nifL在粪产碱菌的表达及功能研究

本实验采用两亲结合方法，将棕色固氮菌（Ａｚｏｔｏｂａｃｔｅｒ ｖｉｎｅｌａｎｄｉｉ）的ｎｉｆＬ－ｌａｃＺ融合基因转入固氮粪产碱菌（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｎｓ ｆａｅｃａｌｉｓ）Ａ１５０１中获得了携带异源ｎｉＬ－ｌａｃＺ融合基因的结合子Ａ１５Ｌ１。对野生型和结合子的固氮活性，β－半乳糖苷酶活性及根表定殖能力的测定结果表明：（１）异源ｎｉｆＬ在粪产碱菌中的表达受Ｏ２和ＮＨ＾＋４的抑制，好氧条件下基因表达     

固氮粪产碱菌（Alcaligenes faecalis）表面基团与水稻根系粘质…

应用荧光探针ＦＭＡ和荧光胺，证明ＥＰＳ中多肽的一些基因如ＳＨ基和ＮＨ基参予了与 系粘质的相互作用。ＮＨ４＾＋浓度可诱导ＥＰＳ中ＳＨ基和ＮＨ基数量的变化，并导致ＥＰＳ中多肽的构象改变，ＥＰＳ中的这些基因在粪产碱菌与水稻根系的结合过程起了重要作用。     

固氮粪产碱菌（Alcaligenes faecalis）胞外多糖的分离纯化及成分分析

固氨粪产碱菌野生型Ａ１５０１菌株及其胞外多糖（ＥＰＳ）突变株Ｅｘｏ＋＋（Ａ１５３２）和ＥｘＯ－（Ａ１５３１）,以及ｎｉｆＡ和ｎｔｒＣ－ｎｉｆＡ转化子（Ａ１５１３和Ａ１５２３）的ＥＰＳ,由高分子量（２５０ｋＤ左右）组分（ＥＰＳＨ）和低分子量小于４０ｋＤ组分（ＥＰＳＬ）组成。两个组分中均含有葡萄糖、半乳糖、果糖和戊糖,其主要成分葡萄糖和半乳糖的分子摩尔比：Ａ１５０１－ＥＰＳＨ为２：１、ＥＰＳＬ为３：１;Ａ１５３１－ＥＰＳＨ为２：１、ＥＰＳＬ为１：１;Ａ１５３２－ＥＰＳＨ为８：１、ＥＰＳＬ为５：１;Ａ１５１３－ＥＰＳＨ和ＥＰＳＬ均为４：１;Ａ１５２３－ＥＰＳＨ为４：１、ＥＰＳＬ为８：１。高分子量ＥＰＳ中还含有多肤,其氨基酸组分在各突变株和转化子之间差异明显,而ＥＰＳＬ中仅含有痕量多肽。     

盐胁迫下水稻部分生化性状的QTL定位

应用247个株系组成的珍汕97B/密阳46重组自交系群体及其相应的含250个分子标记的高密度分子遗传图谱,对0.7%NaCl盐处理后的水稻苗期相关生化性状进行QTL定位。在第1染色体的RM237-RM246区间检测到1个控制蛋白质含量的QTL,贡献率为13.14%;在第12染色体的RG81-S13126和RM309-RG543区间分别检测到1个控制脯氨酸含量和抗坏血酸含量的QTL,贡献率为9.09%和7.97%。并将所定位区间与已报道的水稻盐胁迫反应基因/QTL的位置进行了比较。     

Characterization of the Na+ delivery from roots to shoots in rice under saline stress: Excessive salt enhances apoplastic transport in rice plants

Sodium transport to the shoots of rice (Oryza sativa L.) plants grown under salt stress conditions was characterized. The rate of Na⁺ transport to shoots increased exponentially depending on the increase in the NaCl concentration of the rooting solution, however, the rates were independent of the plant transpiration. Excessive NaCl in the rooting solution was found to enhance apoplastic transport in rice plants by using the apoplastic dye, 3-hydroxy-5,8,10-pyrene trisulfonic acid (PTS) and Fluostain I (also known as Calcoflour White M2R New). The results suggest that excessive Na⁺ in the rooting solution enlarges the apoplastic pathways, which facilitates Na⁺ intrusion into the xylem vessels, resulting in an excessive accumulation of Na⁺ in rice shoots.     

Influence of arbuscular mycorrhizae on root colonization,growth and productivity of two wheat cultivars under salt stress

Two pot experiments were conducted in the greenhouse of the National Research Center, Egypt during 2003/2004 and 2004/2005 to investigate the efficacy of arbuscular mycorrhizae (AM) on root colonization, growth and productivity in two wheat cultivars, Sakha 8 and Giza 167, under salt stress. The extent of the AM effect on wheat development varied with plant cultivar and salinity level. Maximum root colonization and spore production were observed with the Sakha 8 cultivar, which resulted in greater plant growth and productivity at all salinity levels. AM and plant development were adversely affected by increasing salinity. However, the presence of mycorrhizal fungi protected wheat against the detrimental effect of salinity, and stimulated growth, productivity, total crude protein concentration and nitrate reductase activity. The average enhancement in grain yield due to AM inoculation was 76 and 68% at 0.15 mS cm^?1, 93 and 84% at 3.13 mS cm^?1, 130 and 115% at 6.25 mS cm^?1, and 154 and 120% at 9.38 mS cm^?1 salinity for Sakha 8 and Giza 167, respectively. In general, mycorrhizal inoculation enhanced the ability of wheat to cope with saline conditions and using AM inoculants can help plants to thrive in degraded arid/semi-arid areas.     

硅对盐胁迫下黄瓜根系线粒体呼吸作用及脂质过氧化的影响

以黄瓜根系离体线粒体为研究对象,观察了盐胁迫对线粒体辅酶Q10(CoQ.10)、脂质过氧化物(LPO)、过氧化氢(H2O2)含量和线粒体呼吸功能及其有关酶的影响,以及盐胁迫下添加外源Si后这些指标的变化。试验设对照(CK)、盐胁迫(NaCl)、和盐胁迫加硅(NaCl+Si)。结果表明,盐胁迫下线粒体H2O2和丙二醛(MDA)的含量显著增加,线粒体膜流动性降低,CoQ10含量下降,与能量代谢相关的ATP酶及呼吸酶细胞色素c氧化酶(CCO)显著下降,引起线粒体膜损伤。加入外源Si后,线粒体H2O2和MDA的含量降低,膜流动性增加,CoQ10含量、ATP酶及细胞色素c氧化酶活力增加。表明Si可能通过促进线粒体ATPase与CCO活性的恢复,CoQ10含量的增加及减少氧自由基的损害而对线粒体产生保护作用,提高线粒体的氧化磷酸化及能量代谢,从而提高线粒体的呼吸作用。     

盐胁迫下蒸腾对冬小麦地上部钠积累的影响

在溶液培养条件下,利用膜不透性荧光染料PTS示踪技术研究了不同冬小麦基因型蒸腾与地上部钠（Na+）积累间的关系。结果表明,蒸腾耗水量与地上部Na+积累的关系因盐胁迫浓度的不同而异。低盐（NaCl,150 mmol/L）胁迫下,蒸腾耗水量对地上部Na+的积累影响不大;高盐（NaCl,250 mmol/L）胁迫下蒸腾耗水量与Na+的积累量呈显著正相关。盐胁迫下,地上部PTS含量与地上部Na+的积累有着极显著的正相关,并随盐浓度的提高和胁迫时间的延长相关性增加。随盐胁迫浓度的提高,所有供试小麦品种的蒸腾耗水量和蒸腾速率下降,Na+积累量、Na+积累速率、胞内Na+浓度和共质体流Na+浓度等上升;随胁迫时间的延长,供试小麦品种的蒸腾耗水量、Na+积累量、胞内Na+浓度上升,共质体流中Na+浓度、Na+的积累速率明显下降。无论盐胁迫与否,NR9405（暖型）和小偃6号（中间偏冷型）的蒸腾耗水量和蒸腾速率均小于陕229（冷型）和RB6（冷型）;蒸腾耗水量大,带走的热量多,是冷型小麦冠层温度低于暖型小麦的主要原因。在高盐环境中,质外体流对Na+的吸收积累具有重要影响,质外体流越大,地上部的Na+吸收积累越多。盐胁迫下高的蒸腾速率导致地上部盐分的快速积累对小麦耐盐是不利的。     

水稻生长、根系生理特性和ABA含量的基因型差异与耐盐性的关系

为进一步揭示不同基因型水稻耐盐性差异的生理机制,探明盐胁迫初期根部激素ABA对水稻耐盐性的调控机理。于2009年10月～2010年2月在严格控制水、温、光和营养元素供应的国际水稻研究所人工气候室进行水培试验。结果表明,盐胁迫条件下耐盐基因型（IR651）相对于敏感基因型（IR29）保持了更高的生物量,稀释了植株体内盐分离子的浓度而减轻盐胁迫。两水稻基因型盐胁迫条件下对盐分的总吸收量并无明显差异,IR651根部较强的耐盐性和较大的生物量可以储存更多的Na+,从而减少Na+向地上部的转运量。盐胁迫初期IR651根部ABA的大量合成是叶片蒸腾速率显著降低的主要原因,从而抑制了盐分离子的大量吸收,大大减轻了盐胁迫初期大量盐分离子吸收对植株造成的不可恢复性伤害。可见,盐胁迫条件下耐盐基因型较大的生物量、根的生理特性以及盐胁迫初期ABA的特有调控都大大增强了其耐盐胁迫性能,是耐盐基因型相对敏感基因型有更强耐盐胁迫能力的重要原因。