豆科植物结瘤固氮及其分子调控机制的研究进展

作为人类重要的蛋白质和脂肪来源,以花生、大豆为代表的豆科植物是世界范围内农业生态系统的重要组成部分,而氮肥的合理施用是保证其稳产增产的主要因素。豆科植物能够通过与根瘤菌形成共生关系结瘤固氮,从而可以减少氮肥使用量。豆科植物的结瘤过程受到信号传递系统的调控。其中,硝酸盐信号作为信号分子来调控包括豆科植物结瘤自主调控和氮代谢途径在内的关键基因表达。研究发现许多基因参与豆科植物结瘤固氮调控,例如NIN、HAR1、NORK、NSP_(2)等。豆科植物结瘤固氮的研究加深了人们对共生固氮的理解,为非豆科植物固氮改造奠定了基础,并为减少作物对氮肥的依赖和实现农业生产的可持续发展提供了新思路。调节豆科植物的结瘤平衡,充分利用豆科植物的固氮作用,探索最佳施氮量,有利于实现作物生产效益的最大化。本文根据国内外的相关研究,从以下四个方面进行综述:(1)豆科植物结瘤的分子调控机制;(2)豆科植物固氮的分子调控机制;(3)硝酸盐对豆科植物结瘤固氮的调控;(4)豆科植物固氮在生产中的应用。并对今后豆科植物结瘤固氮的研究趋势进行了展望。

怒江大峡谷怒江州段土壤放线菌多样性

【背景】怒江大峡谷怒江州段凭借独特的地理环境、丰富的动植物多样性以及极少的人为干扰,拥有很高的生物多样性调查价值,但对于该生境中的放线菌多样性研究尚未见相关报道。【目的】研究怒江大峡谷怒江州段土壤放线菌多样性情况。【方法】利用Illumina Hi Seq平台对怒江州段土壤样品放线菌免培养多样性进行高通量测序,通过相对丰度、物种聚类、主成分分析对不同样品中放线菌组成及其相似性进行了分析。同时通过9种不同类型培养基结合有效的预处理方法和非目的菌抑制剂进行放线菌的纯培养分离。【结果】高通量测序共获得Tag数目474 203条,OTU数目15 671个,它们分布于细菌域下的47个门90个纲170个目320个科561个属。通过不同样品的比较,发现BS、F-G、F-L、L样品的放线菌免培养多样性普遍优于丙中洛样点的BB、BT、BH样品。纯培养分离共获得351株放线菌,分布于放线菌纲下8个目14个科26个属。所用9种培养基中,YIM171培养基的分离效果最好。通过比较不同样品的放线菌纯培养多样性,丙中洛混合样明显优于其他样品。【结论】怒江大峡谷怒江州段土壤样品中放线菌多样性丰富,应进一步挖掘其放线菌资源潜力,为今后放线菌次生代谢产物的开发提供有效的菌株资源。