适宜铝土矿复垦土壤改良的固氮豆科植物筛选及固氮效应研究

【目的】筛选适合改良铝土矿复垦土壤的豆科植物,为矿区农业可持续发展提供参考依据。【方法】在广西平果铝土矿复垦土壤上盆栽田菁[Sesbania cannabina(Retz.) Poir.,SC]、箭筈豌豆(Vicia sativa L.,VC)、紫云英(Astragalus sinicus L.,AS)、光叶紫花苕(Vicia villosa Roth var.,VR)、紫花苜蓿(Medicago sativa L.,MS)、柱花草(Stylosanthes guianensis,SG)和小冠花(Coronilla varia L.,CV)7种豆科植物,测定各豆科植物的生物量、是否检出根瘤、营养元素含量、固氮效率、生物固氮量及土壤营养元素、钙和镁离子(Ca²⁺和Mg²⁺)及总铝(Al)和活性铝(Al³⁺)含量,通过主成分分析,筛选出适合铝土矿复垦土壤改良的豆科植物;建立偏最小二乘法路径模型(PLS-PM),探究影响铝土矿复垦土壤豆科植物生物固氮量的因素。【结果】在7种豆科植物中,光叶紫花苕的地上部生物量(0.344 g/...     

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。     

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。     

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。     

豆科植物组织培养研究进展

豆科植物是人类食品中淀粉、蛋白质、油和蔬菜的重要来源之一,在农林牧业生产上发挥着很重要的作用.文章主要对豆科属植物组织培养国内外研究进展和动态进行了综述,并对其发展趋势进行了展望.     

豆科植物应用价值综述

豆科植物广布世界各地,用途广泛.从食用、饲用、药用、肥用、生态用、园林绿化美化、材用等方面就其应用价值进行了综述,并对其应用前景做了展望.     

普通田菁的共生固氮特性

普通田菁(Sesbania cannabina)在苗龄10天左右主根开始结瘤,根瘤呈马蹄形至鸡冠状,深红,大小为0.5cm×1.0cm;苗龄65天,主根瘤开始衰败,苗龄35天侧根显瘤,侧根瘤多为球状,少数呈马蹄形,生长期长达80天以上。乙炔还原法测定表明:湿润和旱栽田菁根瘤固氮酶活性的变化比较一致,苗龄60～65天出现活性高峰,分别为16.45微克分子乙烯/株·小时和16.43微克分子乙烯/株·小时。在淹水条件下,固氨酶活性在苗龄,60～80天之间出现两个高峰,其峰值分别为19.91和14.51微克分子乙烯/株·小时。同时,比色测定的结果也表明。在不同的栽培条件下,根瘤豆血红蛋白含量的消长与固氮酶活性变化相一致。在适宜的栽培条件下,普通田菁的固氮周期可长达120天以上,湿润栽培下每季田菁的总固氮量估计可达13g/m~2。     

磷素营养与大豆生长和共生固氮的关系

在水培条件下,研究了磷素营养对２个大豆品种生长和共生固氮的影响。结果表明,水培液中磷含量在２．３～９．３ｍｇ／Ｌ时,２个大豆品种的植株生长量、根瘤数、根瘤干重、固氮活性和氮积累量均随磷浓度增加而显著增加;而在９．３～３７．０ｍｇ／Ｌ时则大大降低。磷浓度过高会造成毒害,但植株的磷积累量却与施磷量呈显著的线性回归关系。植株不同部位磷含量是根瘤＞根＞地上部分;氮含量是根瘤＞地上部＞根。２个大豆品种对磷肥反应有显著差异。     

费氏中华根瘤菌共生质粒缺失对结瘤和固氮能力的影响

费氏中华根瘤菌（Sinorhizobium fredii)HN01在大豆上的结瘤表现为非品种专一性，其共生质粒pSymHN01b在诱动转入另一非品种专一性结瘤菌株WWG18SR后，获得的转移接合子WWG18SRN1中的pSymHN01b缺失约40b。盆栽结瘤试验证明，pSymHN01b的缺失导致WWG18SRN1由非品种结瘤菌株转变为大豆品种专一性结瘤菌株，并失去了在所有供试的大豆品种上固氮的能力。在获得了完整的pSymHN01b的转移接合子WWG18SRN2存在时，WWG18SRN1在黑农33上的结瘤受到抑制。     

导入dctABD和nifa基因对苜蓿中华根瘤菌共生固氮效率的影响

将克隆有四碳二羧酸转移酶基因dctABD、nifA基因和发光酶基因luxAB的重组质粒pHN307经三亲本杂交分别导入苜蓿根瘤菌HNM1、HNM2、HNM4和1021中得到HNM1（pHN307）等4个转移接合子，进一步比较研究了pHN307在自生培养条件下传代的稳定性，并采用本室改进的双层钵无菌砂培盆栽法，分别将4个转移接合子和出发菌接种到苜蓿品种草原1号，公农1号和图牧2号结果表明．只有用转移接合子HNM4（pHN307）和1021（pHN307）接种到草原1号和图牧2号的植株鲜重和干重明显优于出发菌     

参与紫云英共生固氮的1个上调表达结瘤素基因AsB6的分离与鉴定

基于接种华癸中慢生根瘤菌(Mesorhizobiumhuakuii)7653R的紫云英(Astragalus sinicusL.)感染根与未接种对照根在转录水平上的差异,利用抑制差减杂交技术(suppression subtractive hybridization,SSH),建立了紫云英结瘤固氮过程中的差异表达cDNA文库,共获得527个有效克隆,其中增强或特异性表达的上调文库中包含341个克隆,抑制表达的下调文库包含186个克隆。对其中的1个上调表达cDNA克隆AsB6利用RACE(rapid amplification of cDNAends)方法获得了其基因全长序列,利用BLAST在线软件和GenBank,Gen-Bank EST和Tigr Porcine EST等数据库进行同源序列比较,表明AsB6与苜蓿的β-酮酯酰合成酶及依赖于SAM(S-adenosgl methiomine,S-腺苷蛋氨酸)的羧甲基转移酶具有66%的同源性,同时利用实时荧光定量PCR研究了该基因的时空表达特征。结果显示,接种根瘤菌7653R后,在紫云英感染根和根瘤中该基因的表达量显著增强,且在接种后根瘤形成早期和固氮中晚期表达...     

慢生根瘤菌及其与花生共生机制研究进展

氮是植物生长发育所必需的大量元素之一,豆科植物通过与根瘤菌的共生固氮获得氮素.这种共生关系的建立包括结瘤和固氮两个过程,涉及复杂的互作调控机理,并受环境因素的显著影响.花生与慢生根瘤菌的共生对花生生产尤为重要,具有较多特异和未知的共生机制.本文综述了慢生根瘤菌及其与花生共生的相关内容,具体包括:(1)花生的慢生根瘤菌多...     

毒鼠磷灭杀森林害鼠的研究

目前,在我国林区广泛使用的杀鼠剂毒性大、不安全,并有二次中毒现象,特别是长期单一使用一种杀鼠剂,容易产生抗药性和拒食性,影响灭鼠效果。为此、研制了以毒鼠磷为主剂的杀鼠毒饵,用以取代氟乙酰胺。主要做了毒力测定、室内和野外药效试验、残效及二次中毒试验等项工作,并搞了大面积飞机防治。结果表明:以毒鼠磷为主剂的杀鼠毒饵灾鼠效果好,经济安全,在我国林区有广泛地推广使用前途。     

华癸中慢生根瘤菌7653R SraG sRNA的共生固氮功能

基于前期对华癸中慢生根瘤菌(Mesorhizobium huakuii)7653RsRNA(small non-coding RNA,sRNA)的生物信息学预测,经Northern blot验证获得SraGsRNA。本研究采用RACE与转录组高通量深度测序确定了SraG全长,并分别利用RNAfold软件和TargetRNA软件预测了SraG二级结构和靶位点,进而构建了M.huakuii 7653R的SraG插入失活突变体(M.huakuii SraGmut),并对突变体接种紫云英的共生表型进行了检测。盆栽试验结果表明,与野生型菌株M.huakuii 7653R相比,接种突变株M.huakuii SraGmut的固氮能力显著下降,突变株固氮酶活性下降约40%,植株鲜质量和根瘤数目也显著降低。结果表明,SraG的功能与M.huakuii 7653R的共生固氮过程相关,作为sRNA可能参与根瘤菌的共生固氮调控过程。     

蒺藜苜蓿紫色酸性磷酸酶MtPAP3基因在共生固氮中的功能

利用启动子组织表达定位、超表达及CRISPR/Cas9基因敲除等方法对蒺藜苜蓿酸性磷酸酶MtPAP3基因的功能进行研究。结果显示:MtPAP3在蒺藜苜蓿根和根瘤的维管束组织以及根瘤的分生区和侵染区中表达,在低磷胁迫和根瘤中均表现为特异性诱导后的高效表达;超表达MtPAP3能够显著提高蒺藜苜蓿的结瘤数及根瘤固氮酶活,敲除MtPAP3基因能显著抑制根瘤的发育及固氮酶活。结果表明:MtPAP3参与低磷胁迫条件下根瘤中的磷代谢及共生固氮过程。     

长期不同施肥下我国旱地红壤N2O释放特征及其对土壤性质的响应

为评价长期不同施肥下红壤N_2O释放特征及其与土壤性质的关系,以湖南祁阳摞荒地(Cko)、不施肥对照(CK)、单施氮磷钾化肥(NPK)、施有机肥(M)、有机肥配施化肥(NPKM)和秸秆配施化肥(NPKS)6个处理的红壤为研究对象,进行为期30 d的培养,测定其N_2O释放量、有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾、NH_4~+-N、NO~-_3-N含量及其pH值.结果表明:6个处理的N_2O释放量差异显著(P<0.05),大小排序为NPK>NPKS>M-NPKM>CK>Cko.施用有机态氮与等量无机态氮相比,前者N_2O释放量较低.N_2O释放量与土壤性质的关系较为复杂,其与铵态氮、硝态氮和碱解氮呈极显著正相关(P<0.01),而与C/N、pH值呈极显著负相关(P<0.01).多元回归和通径分析进一步显示,全氮、C/N、碱解氮、硝态氮和pH值与N_2O的释放量直接相关.本研究表明长期施肥及其土壤性质显著影响红壤N_2O释放量.