固氮细菌找到新寄主

研究人员促成了固氮根瘤菌到包括稻子在内的非豆科植物的根际安家结瘤.固氮根瘤菌是一种极其特别的细菌.除个别例外,它们只能在豆科植物例如大豆,苜蓿和刺槐的根部结瘤固氮.这种细菌,摄取在空气中无用的氮气,并将其转化成氨和植物的其他营养成份.实际上,细菌是为     

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     

结瘤基因群调控蛋白Nod D在DNA分子上的结合位点的测定

豆科植物和根瘤菌协同进行共生固氮,是自然界将游离的N_2转化成有机NH_3的主要途径之一。共生固氮只有在根瘤内环境中才能进行。通过转座突变、重组克隆和转化等一系列实验后发现,共生固氮菌中存在着一群特定的基因——结瘤nod基因,它们引起植物根部结瘤,并决定寄主的专一性。不同根瘤菌内的nod基因数量虽然不同,但一般不超过十多个。     

外源基因在绿豆、赤豆叶肉原生质体中的表达

目前,高等植物遗传工程的飞速发展已经使将外源基因直接引入植物细胞或原生质体中成为可能。豆科植物因为其特有的固氮功能,一直是国内外植物生理学家热衷研究的对象。近些年来,许多科研工作者都在致力于建立一些有效的转化系统(如用PEG法、电击、     

结瘤基因调控区中多个活性位点的发现

豆科植物的结瘤是共生生物固氮的首要环节。在豌豆根瘤菌中已鉴定出13个结瘤基因,它们的活动促成豌豆根部结瘤。在这些基因中有一个调控基因nodD。在植物分泌的信号分子——类黄酮的存在下,nodD基因的产物NodD蛋白对其它结瘤基因的活动起着重要的调     

“豌豆油菜”新种合成研究初探

一、研究目的豆科植物的根部与土壤中固氮细菌、根瘤菌共生的根瘤体是固定和吸收空气中的氮气、土壤中的游离氮,以补充其自体合成蛋白质所必需的氮素养料,并且又是促进土壤熟化,提高土壤肥力的重要生物宝     

豆科植物的生物多样性和生态适应性

豆科植物在提供人类植物蛋白、保持食物的均衡营养中发挥了重要作用,是全球最具经济重要性的植物大科之一。本文着重讨论了豆科(Leguminosae)植物,尤其是蝶形花亚科(Papilionoideae)植物在不同环境中的农艺性状、固氮和生化成分的多样性和生态适应性。虽然有些特点如硬实、固氮和抗营养化合物等在农艺学、光合产物积累和种子的加工和食用方面是不利的,但这些特征对物种资源本身的生存和繁衍有非常重要的作用。这使得这些物种在生态系统中具有大量而广泛的分布,以及很强的适应性。因此,发现和利用豆科植物在逆境条件下的耐性和抗性,探讨其适应性机理,对于保持生物多样性和对环境的耐性具有重要和现实意义。     

非豆科作物共生固氮的研究(Ⅱ)——根瘤菌与小麦共生结瘤的固氮酶活性

一、前言豆科植物和根瘤菌共生结瘤固氮是农业的主要生物固氮资源,但广大面积的非豆科粮食作物并不具有这种固氮自肥能力。因此,如何扩大根瘤菌共生固氮范围,使粮食作物也能结     

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     

生物固氮机制研究的进展

早在1885年,Berthelot通过盆钵试验,就证明了微生物固定空气中氮素使土壤肥沃的事实。十年后,Winogradsky(1894)第一次从土壤中分离出巴氏梭菌的纯培养。以后Beijerink(1901)分离出固氮菌的纯种。到目前已发现很多其他固氮微生物,包括产气杆菌、多粘芽孢杆菌、无色杆菌、极毛杆菌、甲烷杆菌、红螺菌、红硫细菌、绿硫细菌、红色小杆菌、红酵母、蓝藻,以及与豆科植物共生固氮的根瘤菌和与非豆科植物共生固氮的放线菌(?)。此外也声称菌     

中国生物固氮研究现状和展望

生物固氮是生命科学中的重大基础研究课题之一, 它在生产实际中发挥着重要作用: 为植物特别是粮食作物提供氮素、提高产量、降低化肥用量和生产成本、减少水土污染和疾病、防治土地荒漠化、建立生态平衡和促进农业可持续发展. 本文在介绍国际生物固氮研究进展的同时, 着重叙述了生物固氮研究取得的重大进展和成果: 收集了根瘤菌资源, 建立了最大的数据库, 修正和发展了国际上对根瘤菌的分类; 发现了固氮基因, 证实了克氏杆菌固氮基因操纵子的连锁性及正调控基因的调节机制和对氧、温度的敏感性; 发现苜蓿根瘤菌结瘤调控基因nodD3的产物对结瘤基因表达的启动不受宿主类黄酮的作用; 发现苜蓿根瘤菌的碳利用基因和固氮生物氮代射和碳代谢基因表达及其调节的偶联作用; 化学合成了根瘤菌的结瘤因子; 在固氮基因表达调节基础上, 构建了固氮基因工程菌株, 并在生产中得到应用; 提出了化学模拟固氮酶的结构和功能, 固氮酶活性中心的模型和合成了模型化合物, 受到了国际高度评价. 根据国际上研究的趋势并结合国内的研究进展, 提出了生物固氮研究的发展方向, 建议在联合(内生)固氮菌固氮基因调控及其提供氮素的作用, 根瘤菌与豆科植物共生结瘤固氮的信号传递和分子相互作用, 氮、碳代谢和固氮与光合作用的偶联与共生结瘤固氮中功能基因组学等方面展开积极研究.     

生物工程在树木固氮方面又结出硕果

1991年5月份,法国第七巴黎大学的科学家们菲利莆(Phelep)等利用生物工程技术,由含有两种根状农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)品系A_4或2659的木麻黄科植物Allocasuarina verticiliata培养的上胚轴,子叶扣下胚轴诱导毛状根从而获得了具固氮能力的,可以在无激素培养基上生长的并发育出异常广阔的根系统的转基因植物。通过特异的章鱼碱的存在和Southern斑点印迹分析均肯定了上述的实验结果。由此,法国的科学家们在树木固氮的生物工程研究方面取得了突破性进展,为人类能够最终利用大气     

金合欢根瘤类菌体周膜融合及其衰老解离的亚显微结构研究

世界上生物固氮效力以豆科植物最高。在细胞结构与功能研究中,根瘤菌和宿主植物间的关系是一个复杂过程。虽然这一由根瘤菌侵入根毛后,在宿主细胞质中发育形成固氮类菌体的过程,已有不少的报道。但对整个共生结构变化的了解仍然相当肤浅。1983年Sutton曾将一百多年来有关根瘤菌发育和衰老的研究423篇论文进行了专门性综述。其中尚无类菌体周膜融合与解离过程的研究。本工作是继文献[9]报道热带豆科根瘤结构研究的     

基因nifA经转座子Tn5整入阴沟肠杆菌E26及催娩克氏杆菌NG13基因组的试验

根际固氮细菌与禾谷类作物水稻、小麦、玉米等的联合固氮的研究表明,由于根际固氮细菌的活动而使植物有不同程度的增产。 先前已有报道丘元盛等及Yoo等分别分离到能与水稻联合固氮的阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)E26和催娩克氏杆菌(Klebsiella oxytoca)NG13,这二株水稻根际固氮     

太阳能催化合成氨——固氮新途径的探索

固氮问题一直是现代科学界注目的课题,太阳能催化合成氨是一个新的固氮途径。可以预见,只要找到适当的材料制成固体器件,把植物光合作用原理与非生物的固氮研究结合起来必将成为现实。《太阳能催化合成氨》一文作者结合自己工作介绍了这方面的研究现状,颇有新意。     

黄瓜花叶病毒RNA2复制酶基因中的243个碱基决定其在豆科植物上的致病性

黄瓜花叶病毒赤豆分离物（CMV-RB）和豌豆分离物（CMV-P1）是两个CMV分离物。前者侵染蚕豆、豌豆、豇豆和菜豆等植物产生局部坏死，后者使这4种豆科植物产生系统花叶。利用在豆科植物上与CMV-RB症状相似的CMV-Fny的全长侵染性克性，对两株系致病性差异的决定因子进行了研究。以CMV-P1 RNA2复制酶基因中包含甘氨酸-天冬氨酸-天冬氨酸（GDD）保守区的243个碱基片段置换CMV-Fny RNA2全长侵染性克隆的相应区域，得到重组持粒FP，这一置换使CMV-Fny在4种豆科植物上的症状从局部坏死转变为系统侵染，说明这一片段对CMV在豆科植物上的致病性有重要影响。     

不同大豆品种苗期硝酸还原酶(NR)的活力

大豆种子蛋白质高,和大多数其它豆科植物一样,它有两种不同的氮素同化系统——氮素固定和硝酸盐的还原。人们一直试图估计这两种氮素同化系统对大豆氮素营养和高产潜能的相对作用。根据桥本(1976)的试验结果,是种植后16—54天固氮占该时期同化总氮量的31.4％,55—83天是40％,84—113天是57.9％,114—137天是45.4％。这说明,大豆在营养     

紫云英根瘤菌nif DNA的分子克隆

固氮微生物中涉及到与固氮作用有关的基因的研究已有详细的报道. 共生固氮根瘤菌中参与固氮作用的基因有二类,一类是与肺炎克氏杆菌Kp nif基因有同源性的基因——nif基因,另一类是在共生状态进行固氮作用所必需的其它基因——fix基因.根瘤菌中nif与fix基因中的任何一个基因发生突变,根瘤菌虽仍感染宿主发育成根瘤,但不能固氮.     

牧豆树属植物的功用

最近美国加利福尼亚大学的研究人员指出,以往把牧豆树属植物视为“杂草”实在是一个错误。这种在拉丁美洲大量野生的豆料灌木是一种优良的固氮植物,适宜在耕作过的土地上种植以增加土壤肥力。此外,这种植物生命力旺盛,在气温高达     

辉光放电法固氮

固氮——迫使空气里的氮气直接跟氢气反应生成氨气的过程——是由一些细菌和蓝绿澡来完成的。(New Scientist,10 April,P30)另一方面化学家们须得化很大代价才能摸造出这些低等生物体。关键的问题是如果没有大量能量不活泼的氮气分子绝不会起反应生成氨气。目前日本科学家们已经发现让大量的电流通过氮气,它们能产生足够的能量使氮气去捕捉水中的氢气从而生成氨气。