根瘤菌-豆科植物共生体系修复及响应土壤重金属污染机制研究进展

工业化迅速发展直接导致土壤重金属污染日益严重、土壤肥力下降、农作物产量与品质低下、重金属含量升高,经食物链传递后对人类健康和自然生态系统造成巨大威胁,因此,土壤重金属污染的修复十分重要。耐受重金属污染的根瘤菌接种豆科植物形成的共生体系能够有效缓解植物对重金属的响应,降低植物体内重金属富集量,为重金属污染土壤中种植豆科植物提供重要参考。

根瘤菌-豆科植物共生体系在重金属污染环境修复中的应用

指出了生物修复以其操作简便、成本低廉及安全性高等优点被当作修复重金属污染环境的有效途径。根瘤菌-豆科植物共生体系是一种固氮能力较强的体系,在改善土壤氮素不足中起到了关键作用。阐述了根瘤菌-豆科植物共生体系在重金属污染环境修复中应用。

豆科药用植物与根瘤菌共生体系研究进展

豆科药用植物如甘草、黄芪等在临床中应用广泛,具有明确的药用价值。豆科药用植物与根瘤菌相互依存,形成共生体系,通过与根瘤菌的共生固氮获得氮素。目前,我国氮肥施用量严重超标、土壤污染问题严峻、绿色发展需求日益明确,共生固氮既可减施氮肥又能带来一定的经济效益,是高效且具研发潜力的体系。研究根瘤菌与豆科药用植物的共生关系,对提升中药品质具有重要意义。该文综述了根瘤菌及其与豆科药用植物共生体系的相关研究,主要为根瘤菌相关特性,根瘤菌在豆科药用植物中的应用,即影响豆科药用植物种子的萌发,促进豆科药用植物生长及增加其产量,提高豆科药用植物对干旱和盐胁迫等逆境的适应能力,增加豆科药用植物指标性成分的积累。指出根瘤菌与豆科药用植物共生关系的混杂性、优良接种菌剂的筛选、根瘤菌地区性差异与豆科药用植物道地性的相关性等是未来值得关注的研究方向。

丛枝菌根真菌-豆科植物-根瘤菌共生体系的研究进展

丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi,AMF)-豆科植物-根瘤菌(Rhizobia)三者形成的共生体,是植物与微生物共生中的一种特殊类型。本文对这种共生体中微生物与植物之间的营养关系;AMF和根瘤菌双接种豆科植物的效应以及影响双接种效应的因素;AMF和根瘤菌在与豆科植物形成共生过程中的分子互作机制等进行了综述。同时对这种共生体还需进一步研究的问题及其在基础研究和实践应用方面的前景进行了讨论。

根瘤菌-豆科植物共生体系在重金属污染环境修复中的地位、应用及潜力

土壤重金属污染严重影响了人类健康和生态系统稳定,已成为亟待解决的现实问题。在重金属污染地,氮素的极端不足是植被恢复主要限制因子之一。根瘤菌-豆科植物共生体系是固氮能力最强的生物固氮体系,在促进重金属污染地氮素循化和营养元素积累中具有重要作用。本文阐述土壤重金属污染的修复方法及其特点,微生物抗重金属的机理及促植物生长和重金属积累的特性,根瘤菌-豆科植物共生体系在土壤重金属污染修复中的优越性,研究现状及应用潜力。提出应用"豆科植物-根瘤菌共生体系"修复重金属污染土壤的新思路和新任务。

根瘤菌-豆科植物共生多样性与地理环境的关系

根瘤菌与豆科植物形成的根瘤或茎瘤固氮共生体系在农、林、牧业的可持续发展中具有重要作用。 10 0多年前 ,在根瘤菌研究的起始阶段 ,人们提出的“宿主专一性”及“互接种族”2个概念一直流传至今。 2 0世纪 4 0年代 ,有学者根据实验室内豆科植物的交叉结瘤结果否定过“互接种族”的观念 ,70～ 80年代又发现某些根瘤菌在实验室条件下有广谱共生现象。但根瘤菌与豆科植物共生体与地理环境的关系却很少被涉及过。本文在对大量根瘤菌进行分类研究的基础上 ,结合宿主植物及其区域地理环境的综合分析 ,揭示出根瘤菌与豆科植物的共生关系因其所处的区域地理环境不同而具多样性 ,并指出豆科植物根瘤菌接种剂的筛选和应用必须考虑菌株对当地环境的适应能力。

根际微生态系统中豆科植物-根瘤菌共生固氮及其在可持续农业发展中的作用

豆科植物-根瘤菌共生固氮是根际微生态系统中一类特殊的植物-微生物共生体,是自然界最为重要的氮源.受施用高量氮肥带来的环境污染和资源浪费的影响,国际社会普遍重视豆科植物—根瘤菌共生固氮在可持续农业发展中作用的研究.本文简要综述了该领域近几年的研究进展以及作者的一些研究结果,探讨了豆科植物—根瘤菌共生固氮在间作和轮作种植制度中的作用及相应机制.

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。

丛枝菌根(AM)真菌-豆科植物-根瘤菌共生识别信号研究概况

植物与微生物共生是自然界中普遍存在的一种生物学现象,其中高等植物和丛枝菌根（arbuscular mycorrhiza,AM）真菌共生形成的菌根、以及豆科植物和根瘤菌（rhizobia）形成的根瘤与农林牧业生产和生态系统的稳定性密切相关。豆科植物形成根瘤的同时还能与AM真菌形成菌根,最终建立三位一体互惠共生体系（弓明钦等1997）。

建立新的根瘤菌──非豆科植物共生体系的研究

建立新的根瘤菌──非豆科植物共生体系的研究四川师范大学细胞生物学研究室成都６１００６６曲东明，韩善华在自然界中，根瘤菌一般只能与豆科植物形成极其精细复杂而又高度专一化的共生结构——根瘤。根瘤是根瘤菌与寄主植物之间对抗和协调的统一，是根瘤菌侵染寄主植物...

根瘤菌-豆科植物共生固氮的分子生物学

本综述着重讨论根瘤菌及其豆科植物宿主在共生固氮作用中的几个重要问题。根瘤菌和豆科植物在根瘤发育过程中的相互作用。根瘤菌在根瘤的植物细胞中分化成类菌体,使空气中的 N_2还原成 NH_4^+用作宿主植物的营养来源。文中还介绍了几种适用于根瘤菌基因操作以进行共生固氮研究的分子遗传学技术。

豆科植物-根瘤菌共生固氮的免疫调控机制

在长期进化中,根瘤菌与豆科植物形成一种独特的互惠共生关系——共生固氮。根瘤菌-豆科植物共生互作与病原细菌激发植物病原反应极为相似,然而根瘤菌的入侵和定殖并没有激发宿主豆科植物过度的防御反应,植物也进化出特殊的共生信号转导和根瘤发育途径来“邀请”根瘤菌的入侵和定殖。此外,植物防御反应也很大程度上调控根瘤菌与豆科植物共生的宿主特异性。越来越多的研究表明,植物防御反应在调控根瘤菌匹配识别、入侵、定殖以及类菌体发育等方面起关键调控作用。从植物免疫反应角度综述了根瘤菌与豆科植物共生互作的最新进展,通过与病原菌-植物互作的病原反应对比,论述了根瘤中植物感知微生物相关分子模式(MAMP,Microbe-Associated Molecular Patterns)和效应蛋白引起的免疫反应的调控机制。

甘肃省白龙江流域豆科植物根瘤菌共生固氮研究

对甘肃省白龙江流域甘南、陇南的大部分地区豆科植物——根瘤菌资源进行了调查 ,共采集 2 1属45种豆科植物 6 9份根瘤样品。从 6 9份样品中获 6 3株根瘤菌 ,对其中 44株根瘤以 13种寄主进行了回接试验 ,31株结瘤 ,结瘤率 70 .5 %。该区根瘤一般带有粉红色 ,形态比较规则。乙炔还原活力测定结果表明 ,88.5 %为有效根瘤。不同种根瘤固氮活性相差不大 ,但高于甘肃省其它地区。对豆科植物在蓄水保土 ,改良土壤状况中的地位进行了讨论。

豆科植物—根瘤菌识别的分子机制及其共生多样性与生态环境的关系

豆科植物—根瘤菌的相互识别属亲和性(阴性)识别系统,吸附的专化性取决于分子识别,参与分子识别的物质包括豆科植物凝集素、类黄酮和根瘤菌表面的胞外多糖、荚膜多糖及脂多糖。介绍了这些识别子的研究进展及豆科植物—根瘤菌相互识别的分子机制,并揭示豆科植物—根瘤菌共生多样性与生态环境的关系。

大豆等豆科植物快生型根瘤菌的分离比例、质粒类型及共生反应

本文对大豆、野大豆、花生、大翼豆等寄主植物的根瘤菌进行分离鉴定。结果表明,从几种寄主根瘤中分离出的快、慢生型菌株大约各占一半。在供试寄主植物上表现有效共生的菌株比例,慢生菌大于快生菌。大豆快生型菌株的质粒类型具多样性,按质粒图可分为26组。10种不同质粒类型代表菌株与太兴黑豆(与慢生菌广谱有效共生)有选择性地有效结瘤固氮,而与矮脚早(与慢生菌特异性有效共生)非选择性地有效结瘤固氮。

人工诱导根瘤菌与非豆科植物结瘤共生的研究

生物固氮方式中以豆科植物和根瘤菌的共生固氮体系最为有效,目前仍以此作为主要研究模型。在生物共生关系上将进一步扩大到非豆科植物,可望取得应用效果。由于豆科植物在地球上分布远不如非豆科植物多,人们期望谷类、蔬菜作物也能像豆科植物一样具有固氮作用,以降低农业成本,增产粮食来满足人口增长的需求。然而,利用基因工程促使固氮基因向高等植物转移的研究尚无重大突破。近年来,我国开展了固氮细胞工程的研究,成功地把整体固氮细菌引入非豆科植物细胞里。本文报告根瘤菌与粮食、蔬菜植物细胞结合和诱发根瘤共生的初步进展。 一、几种非豆科植物诱发结瘤试验 采用水培及蛭石粉培兼旋花科旋花植。

豆科植物与根瘤菌共生关系的形成、特点及其应用建议

豆科植物与根瘤菌的共生体系是生物固氮的重要途径,在农业生产中具有广阔的应用前景。利用文献法对相关研究资料进行了梳理,对豆科植物和根瘤菌共生关系的概念、形成机制及特点进行了深入分析,在此基础上,提出了运用豆科植物-根瘤菌共生体进行生物固氮的注意事项。

药用植物与根瘤菌共生体系研究进展

根瘤菌作为一类在土壤中普遍存在的革兰氏阴性杆菌,除可与常见的豆科药用植物形成共生固氮体系提升产量和有效成分含量外,其与部分非豆科药用植物作用也有类似的效果。研究根瘤菌与药用植物的共生体系,对于药用植物产业的绿色健康可持续发展具有重要意义。近年来,根瘤菌与植物共生的机理不断明确,应用技术不断成熟。作为药用植物学与微生物学的交叉研究,该文主要从根瘤菌的相关特性、药用植物根瘤菌研究现状及应用前景方面进行综述,为根瘤菌在中药产业中的进一步研究与实际应用提供参考依据。

为什么豆科植物能与根瘤菌共生固氮?

豆科植物根瘤菌是常见的,也是研究比较多的共生固氮体系。1888年德国科学家发现,在豆科植物根瘤菌共生体系中,豆科植物为根瘤菌提供合适的固氮环境及生长所必需的碳水化合物,作为回报,根瘤菌将空气中的氮气转变成含氮化合物,满足豆科植物对氮素营养的需求。然而,为什么豆科植物能与根瘤菌共生固氮依然是一个有待阐明的重要科学问题。

豆科植物与根瘤菌共生固氮的宿主专一性

根瘤菌和豆科植物的共生固氮作用是当前最重要的植物与微生物相互作用的模式之一.本文将综述:1.根瘤菌在感染植物前发生的变化;2.根瘤形成早期的生理和发育过程;3.根瘤菌的结瘤基因的结构和功能;4.