华南酸性低磷土壤中大豆根瘤菌高效株系的发现及应用

在大豆栽培历史不同的酸性缺磷土壤上, 从磷效率不同的两个大豆品系的根瘤中分离纯化出12株根瘤菌菌株. 16S rDNA测序分析结果表明, 分离纯化出的12株根瘤菌菌株为慢生根瘤菌(Bradyrhizobium)属的慢生根瘤菌菌株, 与对照大豆慢生型根瘤菌(Bradyrhizboium japonicum) USDA110菌株相比, 具有较高的固氮酶活性. 选取其中固氮酶活性最高的3株根瘤菌株系混合制成的根瘤菌菌剂, 在华南地区典型的酸性缺磷土壤上进行田间实验, 结果表明, 不接种根瘤菌, 3个供试大豆品系完全不能结瘤; 接种根瘤菌后, 供试大豆品系的结瘤率为100%, 不仅能形成较多根瘤, 而且能显著提高大豆地上部生物量和产量, 改善植株氮、磷营养状况. 其中, 大豆品种华春3号的地上部干重、氮和磷含量分别比不接种提高了154.3%, 152.4%和163.2%. 研究结果表明, 本研究在华南酸性缺磷土壤中发现了土著的高效根瘤菌株系, 这些株系具有宿主范围广、高效结瘤、固氮效率高和耐酸、耐低磷的特点, 对华南地区酸性缺磷土壤具有较好的适应性; 土壤环境、宿主类型是筛选高效根瘤菌株系需考虑的关键因素, 综合选择不同酸度范围土壤、不同磷效率大豆品种可提高获得高效根瘤菌株系的几率; 增加氮营养、促进根系生长是酸性缺磷土壤上接种高效根瘤菌增加大豆磷吸收的可能机理; 在酸性缺磷土壤上接种高效根瘤菌, 能显著促进大豆生长、改善大豆氮、磷营养状况, 是提高该地区大豆种植水平、发展大豆生产的有效途径. 因此, 在实际生产中大力推广豆科作物接种高效根瘤菌技术具有重要的经济、环境和生态效益.     

人工诱发冬瓜根瘤中的内生菌

本文报道对王曼新人工诱发冬瓜根瘤内生菌的初步观察结果。实验用的冬瓜根瘤样品由作者采自王曼新的试验田。实验方法是光学显微镜和电子显微镜的镜检术。对冬瓜根瘤切片的观察表明:根瘤中确有许多细菌。这些细菌存在于瘤细胞的细胞质中,而未见于胞间隙中。这些细胞质中的细菌与宿主瘤细胞呈共生关系,其体外皆无包囊膜包绕。它们在形态上与根瘤菌相似,而且大部分显示出根瘤菌类菌体的形态。有些细菌还在分裂。电镜观察所见与已报道的这种冬瓜根瘤具有固氮酶活性的现象是一致的。     

苜蓿中华根瘤菌(Sinorhizobium meliloti) nifA基因通过诱导宿主防卫反应调节根瘤的形成

苜蓿中华根瘤菌nifA基因是固氮基因的正调节因子, 本文研究了nifA基因对根瘤形成的调节作用. 在分裂根实验中, nifA突变株对另一侧根的结瘤抑制率比野生型菌下降43.7%, 感染突变株植物合成的植保素和形成的坏死细胞的数量也相应减少, 与植物防卫反应相关的苯丙氨酸解氨酶基因、查儿酮合成酶基因和几丁质酶基因不能表达. 这些结果说明, 苜蓿中华根瘤菌nifA基因通过诱导宿主植物的防卫反应对根瘤的形成进行调节. 虽然nifA突变株在宿主植物上引发根瘤的数量增加, 它合成的结瘤因子的量却比野生型菌株少. 因此, 可以推测nifA基因介导了多种信号途径对根瘤的形成进行调节.     

人工诱发元麦根瘤的微生物分离检验初探

《人工诱发元麦根瘤的微生物分离检验初探》一文是对王曼新同志人工诱发根瘤的又一科学验证,是从微生物分离方面进行的。它与电镜检查(本刊4卷11期)取得一致的结果,证明瘤中具有根瘤菌、放线菌、外生菌根真菌等有益菌种,一般认为这些菌类都是具有固氮活性的。其中也包括了排除农杆菌的实验,这样就从正反两方面比较更完整的验证了王曼新同志人工诱发出来的根瘤系属固氮菌类。     

人工诱发黄瓜根瘤中的内生菌及其与宿主植物细胞的超微结构关系

本文报道用透射电镜观察王曼新人工诱发黄瓜根瘤超薄切片所得到的一些结果。样品采于温室。电镜观察发现:在黄瓜根瘤细胞的细胞质中有内生的细菌;多数细菌显示根瘤菌类菌体的形态;有些细菌在分裂;菌体外边无包囊膜包绕,也未见其本身外部有细菌细胞壁和质膜的包被;这些细菌在结构上和物质上与宿主植物细胞的细胞器关系密切。作者根据超微结构特征认为菌与宿主细胞之间的关系是共生关系。电镜观察所见与测定出黄瓜根瘤具有固氮酶活性的实验结果一致。     

大豆结瘤和固氮的现代遗传学与生物技术学

大豆(Glycine max)是一种重要的供给粮食和动物饲料的主要农作物。作为豆科植物的一员,大豆与一种被称之为根瘤菌的土壤细菌形成了复杂的共生关系,结果导致新的根器官--根瘤的形成。在这个吸引人的新器官中,被植物所囚禁的根瘤菌能把空气中的氮气转换为可利用的氮肥。在巴西,有助于增加种子收成的细菌菌株借助微生物学手段已经被分离出来。目前,现代遗传学、生物技术学、生理学、生物化学和基因组学使得分离根瘤形成过程中的关键基因成为现实。 综合这些研究发现了诱导,并随后控制细胞分裂的一种新的分子机制。笔者所在的研究小组已经在大豆中克隆到了根瘤菌结瘤因子信号的关键受体,以及一些在复杂的根-茎-根信号传递途径中的分子组分,这些组分涉及到肽类激素,受体激酶和小的信号代谢产物。上述发现表明提高大豆产量和抗逆性的大豆改良进入一个新的阶段。     

紫云英根瘤菌nodD基因的克隆及核苷酸序列

豆科植物紫云英(Astragalus sinicus)是生长于我国南方地区的重要绿肥之一.紫云英根瘤菌(Rhizobium huakuii即R.astragali)是革蓝氏阴性细菌,感染豆科植物紫云英后形成有效的固氮根瘤.决定根瘤菌在宿主植物引起根瘤的基因称结瘤基因(nod和nol基因),nod和nol基因的诱变将导致根瘤菌不能或延迟在宿主植物上结瘤.这些基因包括共同结瘤基因nodABC,nodIJ.宿主专一性结瘤基因(hsn)nodEF,nodG,nodH,nodQ等及与结瘤有关的一些nol基     

紫云英根瘤菌基因文库的构建和结瘤基因片段的分离

根瘤菌(Rhizobium)与寄主豆科植物的共生涉及到根瘤菌和植物之间的识别;根瘤菌的浸染;根瘤的形成;根瘤菌类菌体的发育等一系列复杂的过程。 在苜蓿根瘤菌(R. meliloti)中决定引起根瘤的结瘤基因(nod gene),目前已经鉴定出nodA,B,C,D。因为这类基因在多种根瘤菌中都被找到,而且在功能上可以互补,所以     

木麻黄根瘤内生菌(Frankia)的分离、培养和感染性

自1978年非豆科根瘤内生菌首次分离成功以来,已用不同的方法从香蕨木、赤杨、胡颓子、沙棘、杨梅等属中分离出各种Frankia菌株,但仍有不少属的根瘤内生菌至今仍未分离出来。1981年Gauthier等最早报道了从木麻黄的根瘤中分得了两株类Frankia菌,菌株能在培养条件下还原乙炔。Diem在1982年进一步报道了木麻黄根瘤内生菌的分离详细过程,     

关于诱导无根瘤植物结根瘤的研究——化学因子2,4-D诱导根瘤菌在小麦上结根瘤

本文发现在灭菌的无氮培养液中,无菌培养通过或不通过春化阶段的无菌小麦幼苗,接种大豆根瘤菌,加入终浓度为1ppm的灭菌的2,4-D,于25～30℃下,在阳光照射的无菌箱内,用500ml的三角瓶培养,结果大豆根瘤菌能侵入小麦幼根结根瘤。在小麦根瘤的石蜡切片上和由瘤内分离出的菌体涂片上进行的荧光抗体试验和用接种的根瘤菌的抗血清与由瘤内分离的菌进行的玻片凝集反应及大豆根瘤菌鉴别的微生物学方法,都证明瘤内的菌为接种的大豆根瘤菌。试验组结瘤小麦的长势比对照组好,经低温处理者能抽穗、开花、结籽;而各对照组则在苗期枯萎。上述试验多年来以不同方法重复十多次以上,每次都能结根瘤。但固氮的问题尚需取得小麦整株干重的统计学数据和进行~(15)N_2示踪,进一步进行研究、确定。     

紫色非硫光合细菌铁氧还蛋白(Ferredoxin)的电子自旋共振(ESR)波谱

前文报道了,我们首次从紫色非硫光合细菌Rhodopseudomonas capsulata N-3菌株中,分离纯化获得了聚丙烯酰酽(酉安)凝胶电泳纯的铁氧还蛋白(Ferredoxin),通过对其分子量和生物活性测定,以及铁、硫含量的化学分析,初步认为它是具有八个非血红素铁和与其数目相等的酸性不稳定硫活性中心结构的铁-硫蛋白。     

细菌聚类新方法: ddT聚类技术分析香根草联合固氮菌多样性

利用高分辨率的聚丙烯酰胺凝胶电泳技术, 采用新型遗传分析仪Li-COR 4300L, 结合测序的双脱氧链终止法原理, 建立了基于16S rDNA序列T碱基分布特征的一种新的细菌多样性聚类技术——ddT聚类技术. 应用该新的ddT聚类技术对分离自香根草的47株联合固氮菌多样性进行了聚类分析, 获得了6个不同的主要类群, 表明香根草联合固氮菌具有较大的遗传资源多样性. 应用SDS-PAGE全细胞蛋白质电泳和DNA指纹图谱方法对该聚类结果进行验证, 结果表明, 该新聚类技术可以应用于细菌的多样性聚类分析. 16S rDNA序列测定和系统发育分析表明, 供试的联合固氮菌分别与?-变形杆菌纲(γ-proteobacteria)的阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae), Enterobacter ludwigii, Pantoea ananatis, 恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida), 荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)和β-变形杆菌(β-proteobacteria)的中型假食酸菌(Pseudaci- dovorax intermedius), Mitsuaria chitosanitabida, 越南伯克氏菌(Burkholderia vietnamiensis), 佛莱辛草螺菌(Herbaspirillum frisingense)亲缘关系相近, 其中肠杆菌属、伯克氏菌属和泛菌属是香根草联合固氮菌的优势类群, 分别占分离菌株总数的45%, 19%和13%, 它们一起构成了分离菌株总数的77%.     

紫云英根瘤菌自生培养物的氢酶表达与固氮

根瘤菌吸氢酶引人注目的方面在于减少宿主植物的能量损失。尽管吸氢正反应(Hup~+)与吸氢负反应(Hup~-)菌株的比较回接试验在大豆、豌豆和豌豆类宿主植物上表明,植物干重和植物含氮量的提高与Hup~+之间尚无稳定的正相关性,但是,就植物光合产物的利用而言,与Hup~-比较,Hup~+的豌豆根瘤菌菌株显示出经济优势。氢吸收系统的效益在紫云英上也有所体现。前文,我们报道高活性的固氮酶与氢酶可在紫云英根瘤内协同形成,利用外源分子氢可提高根瘤的共生固氮活性。本文继续在自生条件下证明氢吸收活性与固氮酶的共轭表达,并表明固氮活性受氢吸收系统支持。     

紫色非硫光合细菌铁氧还蛋白生化特性的研究

作者从紫色非硫光合细菌(Rhodopseudomonas capsulata)中,分离纯化获得了聚丙烯酰胺凝胶电泳纯的铁氧还蛋白(Ferredoxin),通过对其生物活性、分子量、铁、硫含量的化学分析,以及电子自旋共振波谱的研究,确认它是具有8Fe-8S活性中心结构的     

降解非离子表面活性剂--嗜冷菌的筛选及其降解性能

从洗涤剂生产车间曝气池活性污泥中分离出1株降解AEO型非离子表面活性剂C_(12)E_7的高效嗜冷菌株,该菌株在5℃的低温下48h内对20 mg·L~(-1)C_(12)E_7,的降解率可达70％以上;弱碱性、低浓度底物的初始环境有利于菌株生长及底物降解;低温条件(5～10℃)同样获得较高降解率;对氮源无特殊要求;细菌利用添加的低浓度葡萄糖(0.1％)与C_(12)E_7进行共代谢,可增强降解效果,本菌株将会在特殊条件下的废水处理中得到应用。     

视角:噬菌体的时代

<正>就职于日本高知县大学医学院的微生物学和感染系副教授松崎茂伸,助理教授内山纯平,临床医疗技术专家竹村-内山伊与表示,是时候再次使用病毒杀死细菌。细菌噬菌体,简称"噬菌体",是指可以感染和在某些情况下破坏细菌细胞的病毒。在19世纪初,科学家已经开始使用噬菌体作为一种医治手段。然而,在上世纪40年代这项技术不被重用了,主要是由于抗菌药物的引入,因为抗菌药物可治疗更多种     

病毒战士

正在噬菌体被发现一百年后,作为抗击细菌感染的噬菌体疗法第二次获得了人们的关注,但是它的广泛传播与使用仍然缺乏坚强有力的临床支持。2011年7月,在与一种严重的细菌感染作斗争一个月后,一位43岁的妇女走出了位于马里兰州贝塞斯达市的国立卫生研究院临床中心。三个星期后,另外两位病人在进入该医院检查后被查出同样的细菌菌株检测阳性。在接下来的四个月中,该病     

两株掷孢酵母所生Biotin的鉴定

在我们测验一种酵母属菌(2.346号 Saccharo-myces)的单倍体及双倍体所需要生长素是否一致时,见到一个小菌落能生多量的生长素。经过分离后,得到四种菌:两株掷孢酵母(Sporobolomyces),一株霉菌及一株普通酵母,前三者均能合成生长素(图1)。我们近来用生长图形法(Auxanographic me-thod)研究酵母生长素的经验,认为这个方法比我们以前所用的重量法、计数法、发酵法、美蓝还原法等简便得多;已经用这个方法测验出不少酵母     

弗兰克氏菌固氮基因片段的分离及其比较

弗兰克氏菌和放线菌结瘤植物(actinorhizal plants)之间的共生与根瘤菌和豆科植物间的共生有很多相同点:如侵染过程、瘤结构形态和固氮效率等;但同时它又比根瘤菌有更广的寄主植物范围(涉及8科至少23属200多个种),远远超出了根瘤菌寄主范围的限制,因此被认为是研究有关共生基因特别是与寄主专一性有关的基因的很好的材料。自1978年第一株