生物固氮基因簇结构与进化研究进展

在固氮菌基因组中,固氮相关基因都是作为一个或几个基因簇存在,是细菌生物固氮的遗传基础。这其中包括固氮酶结构基因nifHDK,以及参与电子转运和铁钼辅因子合成及组装的其他相关基因。对不同菌中固氮基因簇的结构和进化进行了简要的比较分析。比较所有已测序固氮菌中的固氮基因簇,发现均至少含有六个保守基因:nifH、nifD、nifK、nifE、nifN和nifB,并且这6个基因在所有已鉴定的系统中都是固氮所必需的。尽管在不同种类的固氮微生物中,固氮基因簇的构成及组织模式有所不同,但是它们在结构、催化机制和系统进化上紧密相关。同时也对固氮基因的研究方向提出了展望。旨在为今后进一步研究生物固氮机制,了解固氮微生物的进化,扩展生物固氮多样性提供理论基础。     

生物固氮

拉瓦锡(A.L.Lavoisier)曾给氮命名为“azote”,意思是“无生命”,因为它与空气的主要成分氧不同的地方在于它不能维持生物的代谢作用。结果这个名字成了笑话,因为氮是蛋白质的必要成分,而且现在我们知道,所有形式的生命都需要大量的氮。确实,对动植物来说,氮可能是限制生长的最普遍的因素,而农业上氮的供应不足又是导致饥馑的一个重要因素。     

谷物生物固氮

细菌接种(主要是用固氮菌接种)已使大田条件下小麦、玉米、高粱、水稻和马铃薯的产量显著提高。这些成功促使世界几个生物技术公司开展对生物固氮细菌接种体的研究,如加拿大米西萨加Allelix公司的根瘤菌接种体和促长细菌的研究,美国米德尔汤Agracetus有限公司开展根瘤菌接种体和玉米固氮的研究,美国明尼汤卡分子遗传有     

生物固氮的新进展

氮是植物生长和动物生存所必需的元素。在地球上,氮约占大气的80％,但是由于氮在空气中是惰性的,以致大多数生物体都无法利用它,氮只有在与其它元素(例如氢或氧)相结合时,才能进入生物体系。1908年确立的哈勃—巴希(Harber—Bosch)法,将氢和大气合成氨,开创了工业固氮的新工艺,提供了化学氮肥,对农业生产起了明显的增产作用。据统计,世界工业生产的氮肥每年约为5,000万吨氮,这个数值如果和自然界生物固氮量——17,500万吨氮相比较,仅只1/3。因此,研究生物固氮以发挥自然界中固氮生物资源的作用就具有十分重大的意义,此外,进一步研究生物固氮的机理从而进行化学模拟,使在常温常压下获得氨的工业合成,以开创工业生产的新路,则将对世界农业增产有更大的突破。     

生物固氮研究新进展

生物固氮是一项具有重大应用前景的基础研究,进入90年代以来,生物固氮的研究又有了许多新的进展: 一、固氮酶结构、固氮基因研究及高效固氮菌的培育 搞清生物固氮酶的结构和模仿生物固氮的过程,对生物固氮研究的突破有着重要意义。最近美国科学家在对固氮酶的结构研究方面取得重要进展,他们利用X光晶体学手段,已基本揭示出固氮酶内一种重要蛋白质的结构,对另外一种蛋白质的结构分析也已接近完成。固氮酶实际上是由两种不同蛋白质组成的二聚物,两种蛋白质中较小的一种为铁蛋白,另一种为铁——钼蛋白。美国加州理工学院的道格等人最近完成了对铁蛋白结构的分析,分辨率达3.0埃。他们的分析表明,铁蛋白的结构极不寻常,它看上去就     

水质模型的研究进展及发展趋势

阐述了水质模型的概念、发展阶段和分类,介绍了水质模型应用情况及研究现状,并展望了水质模型未来的发展趋势。     

植物抗旱性研究进展及发展趋势

从植物干旱的种类、植物对水分胁迫的生理反应、抗旱机理、植物水分胁迫的研究方法等几个方面,探讨植物抗旱研究的进展、存在问题及发展趋势。     

生物固氮与生态农业

生物固氮在生态系统中发挥着重要作用,合理利用生物固氮,开发生物质资源,实现氮素的合理转化及环境的有效保护,是实施生态农业的重要途径。     

数字农业研究进展及发展趋势

简述了数字农业的概念及特点,综述了数字农业在国内外的研究进展,并分析了数字农业的发展趋势.     

加拿大的生物固氮研究

加拿大是一个资源丰富,幅员辽阔的国家,然而它的人口只有3000万左右。在这样一个地广人稀的国家里,要进一步发展农业,不断提高作物产量,保持世界粮食主要出口国的地位,每年必须大量的肥料,特别是氮肥施入农田。因此,开辟新的肥源就成当前解决肥源不足的迫切问题。生物固氮不仅固氮量大,可大大提高土地肥力,而且还会改善土壤条件,不污染水源。更为重要的是它有取之不尽,用之不竭的廉价氮源,成本低,利用效率高,同时在理论上又与生物催化、化学催化、生物起源和共生作用密切有关。所以加拿大政府非常重视生物固氮研究,成为世界上几个颇有影响的国家之一。     

环境污染与生物固氮

生物固氮,是氮素生物地球化学循环的一个环节,它将大气中非活性的N_2转变为生物有效的形式。由于氮是一个营养元素,又是一个环境污染因子,因而生物固氮对环境的意义也有其两面性;反过来,作为自然界宝贵的生物固氮资源会因环境污染的日益加剧而受到威胁。生物固氮与环境保护有许多联系,认识这种关系,对于充分发挥生物固氮资源及保护环境都有重要的意义。     

秸秆腐熟剂的研究进展及发展趋势

秸秆腐熟剂作为农作物秸秆肥料化利用的重要保障之一,在秸秆还田过程中能够加速秸秆降解、改善作物生长性能、改良土壤结构等.综述了秸秆腐熟剂在秸秆还田中的作用机理,秸秆腐熟剂对降解效果、作物生长、作物产量及土壤的影响,并对其未来发展趋势进行了分析,旨在促进秸秆还田及秸秆腐熟剂的推广应用.     

马铃薯节水技术研究进展及发展趋势

马铃薯是我国第4大粮食作物,对保障我国粮食安全具有重大的战略意义.而我国淡水资源较为紧缺,因此探寻马铃薯节水高产的栽培技术一直是研究的热点和重点.本文主要就近年马铃薯需水规律的研究成果、马铃薯节水灌溉技术以及节水模式等方面的研究成果进行系统的总结.通过分析马铃薯不同生长阶段水分对产量以及品质的影响规律,从而为马铃薯的节...     

草坪无土栽培基质的研究进展及发展趋势

 该文介绍了国内外草坪无土栽培基质的研究现状；从草坪无土栽培基质的选择原则、基质理化生物学性质及基质研究方法3方面，阐述了我国草坪无土栽培基质的研究情况；并从无土栽培基质的结构、生产工艺、基质栽培中根际营养及管理技术方面阐述了我国草坪无土栽培基质的研究方向及未来发展趋势。     

我国景观格局研究进展及发展趋势

景观格局的研究是景观生态学研究的核心内容和热点问题。通过维普网检索的1989～2009年20年间1199篇关于我国景观格局研究的文献的基础上,从发表年份、发表刊物、研究内容、应用研究四个方面对这些文献进行了分类统计。对景观格局理论的研究进展及其在不同领域的应用进行了分析和论述,提出了其研究热点和发展趋势,为我国学者今后的研究提供参考。     

耕地质量评价研究进展及发展趋势

耕地质量不仅决定了农业生产的经济效益,而且对国家粮食、农产品保障以及社会经济可持续化发展影响巨大。因此,进一步建立与完善农田品质评估服务项目,对耕地质量进行评估,对有效利用农田耕地资源、提升土壤肥力、促进农业可持续发展具有重要意义。