华癸中慢生根瘤菌多铜氧化酶基因mco的功能研究

通过基因同源重组技术,构建华癸中慢生根瘤菌mco基因突变株HKmco,并探究了mco基因突变对根瘤菌生长、抗氧化以及共生固氮的影响.结果表明:mco基因缺失不影响华癸中慢生根瘤菌的生长能力,突变株对无机过氧化物H_2O_2不敏感,但对有机氧化物氢过氧化枯烯(CUOOH)非常敏感.植物盆栽实验表明,突变株HKmco感染紫云英宿主能形成红色有效根瘤,但mco基因突变株Hkmco的根瘤中的类菌体形态发生了改变,固氮酶活降低了29.8%.表明根瘤菌mco基因在抗氧化和共生固氮方面发挥了重要作用.     

豌豆根瘤菌gshR基因的抗氧化和共生固氮作用

目的: 研究豌豆根瘤菌 RL3841 的谷胱甘肽还原酶编码基因 gshR 的功能．方法: 采用基因同源重组构建了豌豆根瘤菌 gshR 基因突变株 RLgshR,探讨了基因突变对根瘤菌抗氧化和共生固氮的影响, 利用实时荧光定量 RT-PCR检测 gshR基因的 mRNA 表达水平．结果: gshR基因缺失不影响菌株在 AMS 基础培养基中的生长能力, 但突变株对氢过氧化枯( CuOOH) 和较高浓度的 H₂O₂氧化物敏感．结论: gshR 基因突变株 RLgshR 形成正常固氮根瘤, gshR 基因的表达不受 H2O2和共生环境诱导．     

豌豆根瘤菌RND外排转运基因tpaA的功能研究

Rhizobium. leguminosarum 3841 tpa A基因编码RND家族内膜外排转运蛋白,RND外排泵的过量表达是革兰阴性菌细菌抗生素耐药性形成的重要原因之一.采用基因同源重组构建豌豆根瘤菌tpa A基因突变株RLtpa A,并研究了该基因突变对根瘤菌生长、抗生素耐药性以及共生固氮的影响.结果表明,tpa A基因突变会使根瘤菌在AMS基本培养基生长延迟,但不影响其在TY天然培养基中的正常生长. tpa A基因突变可能抑制了根瘤菌中的RND家族外排泵的过量表达,从而使其抗生素耐药性降低.接种了tpa A基因突变株的豌豆植株能形成红色有效根瘤,但其接种根瘤固氮酶活性降低.实时荧光定量RT-PCR分析表明tpa A基因在根瘤类菌体中的表达显著上调.     

华癸中生根瘤茵脂多糖突变株的共生能力

通过植物盆栽实验,对华癸中生根瘤菌(Mesorhizobium huakuii)lpsH基因的缺失突变株HK241进行共生能力研究.结果表明:突变株HK241形成的根瘤没有固氮能力,同时具有较低的结瘤效率和竞争结瘤能力.因此,lpsH基因参与编码脂多糖的合成,并且在共生中发挥非常重要的作用.     

华癸中生根瘤菌脂多糖突变株的共生能力

通过植物盆栽实验,对华癸中生根瘤菌（Mesorhizoblum huakuii）lpsH基因的缺失突变株HK241进行共生能力研究．结果表明：突变株HK241形成的根瘤没有固氮能力,同时具有较低的结瘤效率和竞争结瘤能力．因此,lpsH基因参与编码脂多糖的合成,并且在共生中发挥非常重要的作用．     

豆科植物-根瘤菌共生固氮的分子机理

与豆科植物－根瘤菌共生固氮有关的基因涉及根瘤菌基因和宿主基因，根瘤菌基因有结瘤基因（nodD,nodAB-CIJ和hsn基因），根瘤菌细胞表面结构基因（exs,lps和ndv基因）和固氮基因（nif和fix基因）；宿主基因主要是结瘤素基因（ENOD和NOD基因）。根瘤菌结瘤基因表达后诱导产生结瘤因子。在根瘤发育过程中，这些基因在根瘤菌与植物之间进行着信息交换，并且具有不同的表达水平。结瘤因子和植物激素对它们进行着调节。     

大豆和花生根瘤菌氢酶的研究

根瘤菌在共生固氮过程中因放H2所消耗的能量约占固所氮总能量的40%-6%。吸氢酶则能回收和利用固氮过程所放的H2,养活能量损失,从而提高共生固氮效率。在厌氧条件下,加入防止酶蛋白聚合的试剂,利用DEAE-纤维素和Sephacry S-200柱层析,从自养性大豆根瘤菌和花生根瘤菌类菌体中分离并提纯膜结合态氢酶。纯化的两种氢酶表现相近的分子特征：均含有大（60kD,65kD)、小（30kD,35kD)两个亚基,均为NiFe-氢酶,并且有较高的吸H2活性。大豆根瘤菌氢酶的纯酶组分不含Cyt b599。花生根瘤菌L8-3菌株能进行化能自养生长,诱导出高吸H2活性。根瘤菌的吸H2能明显提高固氮活性。从具有高吸H2活性的花生根瘤菌中分离并克隆吸氢基因,采用PCR和探针杂交技术,获得含有吸氢基因的质粒pZ-55。利用多种限制性内切酶构建了质粒pZ-55的物理图谱。通过三亲本杂交,将含吸氢基因的重组质粒转移到不吸H2的花生和毛豆根瘤菌中,所获得的结合株在自生和共生条件下均表达吸H2活性。以结合株接种大田花生,获得的共生根瘤的吸H2活性比接种受体株提高4倍,花生叶片和种子的含N量、产量分别提高1.7%、8.9%和9.6%。     

青海蚕豆根瘤菌共生固氮效应的研究

蚕豆根瘤菌属于快生型根瘤菌，24h形成菌落。在盆栽试验中，蚕豆根瘤菌QX－2与蚕豆具有良好共生效应，其株高、茎叶干重及含氮量，株瘤数，根瘤重量以及固氮酶活性等，均明显高于不接种对照，固氮率提高69.49%。接种根瘤菌是提高蚕豆共生固氮效应的技术措施。     

台湾毛豆根瘤吸氢及固氮特性的研究

测定了台湾毛豆根瘤在整个发育期吸氢和乙炔还原活性，发现该根瘤属于放氢型；根瘤的吸氢活力与根瘤的发育及固氮活力的高低相关，在根瘤固氮功能的旺盛期，表现较低的吸氢活性．花生根瘤菌变株Ｘ０２－４能与台湾毛豆建立共生关系，并提高根瘤的吸氢能力．     

不同豌豆品种根瘤菌接种效应的比较研究

通过盆栽试验,选取中豌4号(V1)、中豌6号(V2)、成豌8号(V3)、鄂豌567(V4)、红花青豌豆(V5)和中豌5号(V6)共6个品种为实验材料,进行接种根瘤菌(Accc16103)和不接种处理,比较分析接种根瘤菌对不同豌豆品种种植地的土壤肥力、根瘤发育及其固氮酶活性、豌豆产量构成因素及籽粒品质的影响.结果表明,接种根瘤菌后,中豌5号能显著提高有机质含量,而中豌4号、中豌6号、成豌8号、鄂豌567则能显著提高全氮含量;除成豌8号外,其余品种能显著提高碱解氮含量.中豌4号和红花青豌豆可显著提高有效钾含量,而成豌8号、鄂豌567则能显著提高速效磷含量.接种根瘤菌还可以显著提高豌豆品种的根瘤干重(鄂豌567除外)和固氮酶活性,但对不同豌豆品种单株荚数的影响不明显,中豌6号品种接种可显著提高单荚粒数,而中豌4号、中豌6号和成豌8号在接种根瘤菌后均显著提高百粒重.此外,研究还发现,接种根瘤菌还可以显著提高不同豌豆品种籽粒中粗蛋白质含量和粗纤维含量.