固氮生物工程研究概况

一、前言生物固氮研究在近20年,几乎一直是几个主要的资本主义国家——美、英、法、德、加拿大、澳大利亚等国的重要研究项目。近年来日本、荷兰、新西兰、印度等国也加快了研究步伐。国际生物固氮会议每隔一年召开一次,至今已开了六次。1985年在美国召开了会议,有40个国家550位代表参加,可见生物固氮研究概况。美国从事生物固氮研究的单位和人员最多,经常召开本国的生物固氮会议,就生物固氮的遗传工程的论题讨论,举行了二次会议,并有专著出版。国际性新刊物—植物分子生物学杂志,也开辟了生物固氮的专题内容,由此一瞥生物固氮研究的重要性。     

衣藻细胞色素b559 α 亚基Ser24残基定点突变影响PSⅡ光合放氧活性

为研究细胞色素b₅₅₉ (Cyt b₅₅₉)在光合系统中的功能, 采用大引物定点突变技术, 将衣藻叶绿体Cyt b₅₅₉ α亚基(psbE基因编码)中与组氨酸(His²³)相邻的氨基酸残基丝氨酸(Ser²⁴)定点突变为苯丙氨酸(Phe), 获得突变体S24F. 对突变体的生理生化分析表明, S24F既能进行光合自养也能进行光合异养, 但是在自养和异养条件下, 其生长速率比对照慢; S24F的PSⅡ放氧活性约为野生衣藻细胞的71%, S24F的光系统Ⅱ(PSⅡ)光化学效率F_v/F_m比野生型对照低约0.23. 此外, 相比野生型对照, 突变体S24F对强光更加敏感; SDS-PAGE和Western杂交的结果表明, 对Cyt b₅₅₉ α亚基中Ser²⁴的定点突变影响了Cyt b₅₅₉ α亚基及其他膜蛋白, 如LHCⅡ和PsbO等的表达. 上述结果说明, 虽然Ser²⁴残基并不参与血红素配位, 但其对维持PSⅡ的活性具有重要作用.     

豆科和非豆科植物的结瘤和固氮作用

豆科和非豆科植物的结瘤和固氮作用ＯｎＮｏｄｕｌａｔｉｏｎａｎｄＮｉｔｒｏｇｅｎ．ＦｉｘａｔｉｏｎｏｆＬｅｇｕｍｉｎｏｕｓａｎｄＮｏｎ—ｌｅｇｕｍｉｎｏｕｓＰｌａｎｔｓ￥／／单雪琴（中国科学院植物研究所，副研究员北京１０００４４）荆玉祥（中国科学院植物...     

生物固氮和非豆科植物固氮根瘤工程问题

一、生物固氮及其研究的意义所谓生物固氮,是指自然界中一些微生物和蓝藻将大气中的氮转化成氨的过程,其反应式是N_2+3H_2→2NH_3。目前能固氮的生物细菌有35属,藻类有21属,除了豆科植物等以外,种种其他微生物大约共达300多种。研究生物固氮,在理论和实际应用上都很重要。大家知道,氮素是组成生命的基本元素之一。很多生物分子都有氮元素,特别是由氨基酸组成的蛋白质,氮是基本成分。氮素又是植物生长的主要肥料,然而占空气大约80％成分的氮素     

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.     

费氏中华根瘤菌(Sinorhizobium fredii)盐激蛋白质组学研究

用差异显示蛋白质组学方法, 对费氏中华根瘤菌(Sinorhizobium fredii) RT19在无盐以及盐激5和50 min条件下的蛋白质表达图谱进行研究. 结果表明, 在无盐时, 该菌株呈现的蛋白数目是481个. 随盐激时间的延长, 其蛋白质数目减少, 在盐激5和50 min时分别是465和424个蛋白质. RT19在盐激后, 有82个差异蛋白出现, 其中诱导表达的蛋白有26个, 阻抑表达的蛋白有23个, 表达量上调的蛋白有12个, 表达量下调的蛋白点21个. 而且不同的盐激时间还出现不同的差异蛋白, 说明其细胞内存在复杂的应答盐激的蛋白质网络调控. 应用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF/MS)对26个盐激诱导蛋白进行检测, 将获得的肽质纹图谱经过数据库检索, 已初步确定21个诱导蛋白的功能, 其中包括与盐胁迫、γ-丁酰甜菜碱、脂多糖合成、代谢途径和信号传导等有关的酶.