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     

非豆科作物共生固氮的研究(Ⅰ)——根瘤菌导入非豆科作物结瘤共生

一、前言近十年来,遗传工程的兴起为生物固氮的研究和发展开辟了广阔的前景。七十年代中期,由于在细菌之间固氮基因转移成功,人们对遗传工程用于固氮的研究前景寄以很大希望;其中最令人关注的是如何将固氮基因转移到非豆科作物中,以减少农作物对氮肥的需求。农业科学中这一富有挑战性的研究课题已日益受到国内外各阶层的重视。1984年1月赵紫阳同志访问美国加州大学时,在听到遗传工程有可能使非豆科作物固氮的介绍后说:“你们的工作做成功了,我们这个地球就可以养活更多的人,可以避免星球大战了。”(《光明日报》,1984年     

固氮正调节基因nifA促进大豆根瘤菌的结瘤效率

先前的工作指出nifA不仅调节niffix基因的表达,同时可能也调节包括根瘤形成和维持根瘤功能中的一些基因,通过在大豆根瘤菌Sinorhizobium fredii NH01中引入额外组成型表达的肺炎克氏杆菌（Klebsiella pneumoniae）nifA,研究固氮正调节基因nifA对共生结瘤过程的影响,研究结果发现,引入KpnifA可提高大豆根瘤菌的结瘤活力及竞争结瘤能力,同时初步试验结果证实,带额外nifA的大根瘤菌比野生型大豆根瘤菌具有更高的结瘤因子活性,推测nifA对结瘤过程的促进作用可能作用于根瘤菌的结瘤因子合成阶段,由于结瘤因子是诱导主形成根瘤的主要信号分子,而结瘤过程具有自我调节作用,植株一旦结瘤,就会抑进一步结瘤,因此引入固氮正调节基因nifA能提高结瘤效率。     

固氮粪产碱菌ntrC 基因部分缺失突变株的构建及其特性

为研究粪产碱菌ｎｔｒＣ基因表达产物对其他固氮基因表达的调节功能,构建了ｎｔｒＣ基因的部分突变株。将粪产碱菌Ａ１５０ｎｔｒＣ基因克隆于自杀性质粒ｐＵＳＰ２０２上,获得重组质粒ｐＳＵＭ１,将ｌａｃＺ－Ｋｍ,Ｋｍ基因片段替换重组质粒中的ｍｔｒＣ片段,获得ｎｔｒＣ部件缺失的自杀性质粒ｐＳＵＭ２,ｐＳＵＭ３。采用同源重组双交换法将上述两质粒与野生型Ａ１５０１中的ｎｔｒＣ同源片段转换,获得ｎｔｒＣ部分缺失突变     

组成型nifA对大豆根瘤菌(Rhizobium fredii))HN01lux结瘤固氮效率的促进作用

肺炎克氏杆菌(Klebsiella pneumoniae)固氮调节基因nifA对大豆根瘤菌(Rhizobium fredii)HN01lux的结瘤固氮效率有促进作用.首先构建一个带有Kp nifA的重组质粒pXD1,使nifA在卡那霉素磷酸转移酶基因启动子控制下呈组成型表达.当质粒pXD1转移至大豆根瘤菌RfHN01lux后,获得带Kp nifA的大豆根瘤菌,其结瘤固氮效率与原始出发菌相比有明显提高,感染大豆幼苗后,大豆生物量的增加,如植株株高、植株鲜重、植株干重及大豆产量均优于原始出发菌.     

组成型nifA对大豆根瘤菌(Rhizobium fredii)HN01lux结瘤固氮效率的促进作用

肺炎克氏杆菌（Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ）固氮调节基因ｎｉｆＡ对大豆根瘤菌（Ｒｈｉｚｏｂｉｕｍ ｆｒｅｄｉｉ）ＨＮ０１ｌｕｘ的结瘤固氮效率有促进作用。首先构建一个带有Ｋｐ ｎｉｆＡＨ的重组质粒ｐＸＤ１,使ｎｉｆＡ在卡那霉素磷酸转移酶基因启动子控制下呈组成型表达。当质粒ｐＸＤ１转移至大豆根瘤菌ＲｆＨＮ０１ｌｕｘ后,获得带Ｋｐ ｎｉｆＡ的大豆根瘤菌,其结瘤固氮效率与原始出发菌相比有明显     

不能利用脯氨酸为惟一碳氮源生长的费氏中华根瘤菌突变株的筛选及鉴定

费氏中华根瘤菌可以利用脯氨酸作为唯一碳、氮源生长，本研究利用转座子Tn5gusA5随机插入诱变的方法得到6000多株突变子，并从中筛选到一株脯氨酸代谢缺陷的突变子GXHN100。通过插入位点的定位及序列分析，发现插入位点位于一个未确定功能的ORF内，将该ORF命名为pmrA（Proline metabolic relative ）。通过原位杂交从构建的部分基因文库中获得一个阳性克隆pGXHN100（含有3.3Kb外源片段），序列分析表明它包含了插入基因的完整序列。将3.3Kb的pGXHN100外源片段连接到广宿主载体pLAFR₃上获得重组质粒pGXHN200,通过三亲接合，将pGXHN200导入GXHN100获得互补菌株GXHN200。植株实验发现，突变体GXHN100结有效瘤，固氮酶活与出发菌株无显著差异，但结瘤时间延迟，结瘤效率及竞争结瘤能力下降。     

“城市-社区”兼顾型城市双尺度防疫体系构建

在人类历史文明发展进程中,人类与流行病的斗争从未停止.据世界卫生组织(World Health Organization,WHO)2007年发布的世界卫生报告《构建安全未来——21世纪全球公共卫生安全》(The World Health Report 2007-A Safer Future: Global Public...     

“城市-社区”兼顾型城市双尺度防疫体系构建

<正>在人类历史文明发展进程中,人类与流行病的斗争从未停止.据世界卫生组织(World Health Organization, WHO)2007年发布的世界卫生报告《构建安全未来——21世纪全球公共卫生安全》(The World Health Report 2007-A Safer Future:Global Public Health Security in the 21st Century,https://www.who.int/whr/2007/zh/)统计,自1967年以来,     

肺炎克氏杆菌固氮酶双突变株的构建及其对底物还原的特性

通过定点突变及基因替代技术, 将肺炎克氏杆菌(Klebsiella pneumoniae, Kp)野生型菌株的固氮酶钼铁蛋白α亚基中铁钼辅因子(FeMoco)周围多肽链的Glnα190和Hisα194分别置换为Lys和Gln, 并构建成2个单突变株,命名为Kp-Qα190K和Kp-Hα194Q. 将上述2个突变分别引入Kp-nifV突变株(与FeMoco相连接的高柠檬酸被柠檬酸置换)获得另外2个双突变株, 命名为Kp-Qα190K-nifV^&#8722;和Kp-Hα194Q-nifV^&#8722;. 对上述4种突变株进行诱导培养和细胞的固氮酶活性分析表明, 4种突变株都失去了固氮活性, 乙炔(C₂H₂)还原活性也大幅度降低, Kp-Qα190K单突变株的乙炔还原活性比Kp-Hα194Q单突变株下降得多; Kp-Qα190K-nifV^&#8722;双突变株几乎完全丧失了活性, 而Kp-Hα194Q-nifV^&#8722;野生型菌株10%的乙炔还原活性. 突变株将氘代乙炔(C₂D₂)还原成氘代乙烯(C₂D₂H₂)的情况是: Kp-Qα190K和Kp-Hα194Q-nifV^&#8722;突变株的C₂D₂还原产物中, 反式-1,2-二氘代乙烯比例比Kp野生型增加了1倍, 表明固氮酶催化加氢的立体构型选择性降低. 以上结果表明, 固氮酶活性中心周围多肽环境中Glna190残基, 及与FeMoco相连的高柠檬酸, 可能直接参与质子和/或电子向活性中心FeMoco的传递. 推测Glna190和与FeMoco的Mo原子相连的高柠檬酸, 在质子和/或电子通过Mo位进入FeMoco起关键作用. 这种双突变株所产生的固氮酶, 有利于在体外研究固氮酶的催化机制, 可以通过分析用于还原底物的电子和质子进入活性中心FeMoco的位点, 推测出底物在活性中心中的络合和还原的部位.     

基因“突变”的新方法

希望能研究较高等有机体:如青蛙、老鼠和人的细胞中的基因活动的分子,生物学家们由于无能为力产生基因突变,常常妨碍他们的工作。对于用细菌分析基因功能方面,他们不可能使用标准的遗传工作方法。然而现在研究已经开始用新的方法来弥补这种不足。而且可能很快地在较高等有机体的细胞中析     

深红红螺菌draTGB hupL双突变株在不同光照条件下的放氢

为提高深红红螺菌(Rhodospirillum rubrum)在两阶段培养条件下的放氢量, 分别构建了缺失吸氢酶大亚基基因hupL的单突变株R. rubrum UR801和缺失固氮酶活性调节因子基因draTGB与hupL的双突变株R. rubrum UR805. 对比测试了这两个突变株与野生型菌株R. rubrum UR2和UR472 (ΔdraTGB)在不同光照条件下的放氢量. 结果表明, 在持续光照条件下, R. rubrum UR801的氢产量最高, 可达5700 mL/L, 分别为R. rubrum UR2, UR472和UR805氢产量的1.56, 2.24和2.32倍; 而在两阶段培养条件下, R. rubrum UR805的氢产量最高, 可达4303 mL/L, 分别为相同条件下R. rubrum UR2, UR801和UR472氢产量的1.35, 1.21和1.04倍. 据此, R. rubrum UR805有望作为两阶段培养条件下大量放氢的菌株.     

双巨星的“舞步”

<正>詹姆斯·韦伯望远镜是一个耗资巨大的望远镜,它一再延期发射,终于在2021年的圣诞节顺利升空。经过半年的调试,它传回了一张又一张的图片,给世人带来新的视觉震撼。而其中一张怪异的照片,让科学家感觉莫名奇妙。照片的拍摄目标是WR140,这是一对呈圆环结构的恒星。照片显示WR140和人类的指纹有着不可思议的相似之处,它以一颗耀眼的恒星为中心,向四周扩散出17个同心弧,每组的间隔遵循着一定的规律。     

非豆科作物共生固氮的研究(Ⅲ)——~15N同位素稀释法测定小麦诱发根瘤的固氮作用

70年代以来,由于氮素化肥的能源耗费和环境污染等问题日趋严重,生物固氮研究日益受到世界各国重视。近年,生物固氮研究中令人瞩目的课题是研究如何向非豆科作物转移固氮能力,以减少农业对化肥的依赖。目前,此项研究已成为生物固氮研究中的新兴领域,是当代农业科学中富有挑战性的研究课题。     

铁酞菁-石墨-钾体系催化合成氨的研究

近来,我们对铁酞菁-石墨-钾体系催化合成氨作了初步研究,现简介如下。一、催化剂的制备用2克石墨粉与190毫克铁酞菁均匀混合,在5×10~(-5)毫米汞柱的高真空中加热,在550℃下把铁酞菁真空蒸发在石墨粉上。然     

混合稀土-钡-铜-氧体系超导性和晶体结构的研究

Bednorz和Müller首次发现了La-Ba-Cu-O体系存在着超导性。不久,Chu等和赵忠贤等发现Y-Ba-Cu-O体系中存在着零电阻90K上下的超导体。随后,人们相继利用其它稀土替代La,Y。试图获得更高T_c的超导材料。实验表明,大部分其它稀土(如Nd,     

桥东联合作战体系的“支点”

美国空军在2015财年预算申请中，具有最高优先级的是总额23亿美元的科学与技术预算，这项预算当中又将研发的重点聚焦于高超音速飞行等能够“改变游戏规则的技术”。那么未来高超音速武器如何通过改变战争游戏规则，来撬动现今的联合作战体系呢？     

撬动联合作战体系的“支点”

<正>美国空军在2015财年预算申请中,具有最高优先级的是总额23亿美元的科学与技术预算,这项预算当中又将研发的重点聚焦于高超音速飞行等能够"改变游戏规则的技术"。那么未来高超音速武器如何通过改变战争游戏规则,来撬动现今的联合作战体系呢?首先,从作战力量类型上看,未来高超音速武器的天基进攻性力量将明显增强,在联合作战中的角色将由侦察通信、定位导航等的服务者,发展成为由太空或近地空间对地面的打击者。高超音速武器具备远距离、超高     

乙炔炭黑-钾-三氯化铁EDA体系合成氨的初步研究

目前工业合成氨一直沿用哈伯法的铁催化剂.它的作用机理是氮分子在金属铁表面上的吸附离解而成为原子形式的氮,然后与氢进行反应生成氨.由于氮分子的特殊稳定性及惰性,这个过程需要高温、高压才能有成效地合成出相当量的氨.要想在常温常压