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[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
凌颖 张婷婷 端木德强 张忠明 曹扬荣
为探索植物呼吸爆发氧化酶(respiratory burst oxidase homologue,Rboh)基因家族在共生固氮中的功能和作用机制,利用分子生物学、细胞生物学和遗传学等方法,围绕百脉根Rboh基因家族中在根瘤中特异性表达的基因LjRbohA (Lj5g3v1497840)以及在根瘤中高表达的基因LjRbohB (Lj6g3v1549190)和LjRbohC(Lj5g3v1497820),分别对其蛋白的亚细胞定位、基因的表达模式、基因的启动子活性及蛋白的功能进行了研究。结果显示:LjRbohA、LjRbohB和LjRbohC蛋白都定位在植物的细胞膜上;LjRbohA、LjRbohB和LjRbohC基因在接种根瘤菌后表达上调;LjRobhA和LjRobhB基因在根瘤、维管束和侧根原基表达;利用CRISPR-Cas9技术对LjRbohA、LjRbohB和LjRbohC3个基因分别进行敲除导致结瘤数目减少。这些研究结果表明,LjRbohA、LjRbohB和LjRbohC这3个基因可能都参与调控百脉根与根瘤菌的共生结瘤过程。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
汪涛 冯勇 张忠明
为探索百脉根中的体细胞胚胎发生受体类蛋白激酶基因(somatic embryogenesis receptor-like kinases,SERKs)家族在根瘤共生过程中的功能和作用机制,根据拟南芥AtSERKs基因序列,从百脉根基因组中鉴定到8个同源基因(LjSERKs)。利用CRISPR-Cas9基因组编辑和毛根转化技术,分别敲除LjSERKs家族不同基因,观察并分析其对共生结瘤表型的影响。结果显示:敲除LjSERK2、LjSERK3、LjSERK6和LjSERK7后,其植株结瘤数与对照植株相比均无明
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
胡珍珍 谢华伦 彭杰丽 李友国 陈大松
为研究MCHK＿7135基因在根瘤菌与宿主植物共生固氮中的功能，用同源重组的方法构建了MCHK＿7135基因的突变体及回补菌株，对突变菌株和回补菌株在人工培养条件以及与宿主植物紫云英共生下的各项表型进行了考察，结果显示：与野生型菌株相比，突变菌株对氧胁迫的敏感性增强；接种突变株的紫云英长势矮小，侵染线及根瘤原基数目减少，根瘤数量少，固氮酶活性低，而向突变菌株导入完整MCHK＿7135基因后，各项共生表型得到不同程度恢复。研究结果表明，华癸中慢生根瘤菌的过氧化物还原酶基因MCHK＿7135基因在根瘤菌与宿主植物共生固氮的过程中具有重要功能。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
雷思杰 黄诗宸 李友国 林会
为研究SBT(subtilases)家族蛋白在豆科植物共生固氮中的作用机制，分别利用生物信息学分析、时空表达定位、GUS染色定位和基因沉默等方法来研究GmSBT1在大豆-根瘤菌共生中的作用。结果显示：GmSBT1受根瘤菌特异性诱导，在成熟根瘤中高量表达，且在根瘤皮层以及含菌细胞中发挥功能。GmSBT1-RNAi植株地上鲜质量、瘤质量、固氮酶活显著降低。结果表明，GmSBT1蛋白对根瘤的形成和发育以及根瘤的固氮具有重要的作用。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
路达 彭杰丽 谢福莉 陈大松 李友国
根据华癸中慢生根瘤菌７６５３Ｒ全局转录组分析结果，获得在共生固氮阶段显著上调表达的基因ＭＣＨＫ＿８１８２；设计重叠延伸ＰＣＲ引物，构建ＭＣＨＫ＿８１８２双交换突变重组质粒载体；通过三亲本杂交，将突变载体导入７６５３Ｒ；在蔗糖压力培养下进行筛选，最终获得ＭＣＨＫ＿８１８２双交换突变株。ＰＣＲ及测序验证双交换突变株构建成功。植物盆栽试验结果显示，与７６５３Ｒ野生型接种的植株相比，ＭＣＨＫ＿８１８２突变菌株接种的植株根瘤数减少，但固氮酶活未见明显差异。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
李振鹏 马春草 谢福莉 陈大松 李友国
基于前期对华癸中慢生根瘤菌（ＭｅｓｏｒｈｉｚｏｂｉｕＭ ｈｕａｋｕｉｉ）７６５３ｒｓｒＮａ（ｓＭａｌｌ ＮｏＮ－ｃｏｄｉＮｇ ｒＮａ，ｓｒＮａ）的生物信息学预测，经ＮｏｒｔｈｅｒＮ ｂｌｏｔ验证获得ｓｒａｇｓｒＮａ。本研究采用ｒａｃｅ与转录组高通量深度测序确定了ｓｒａｇ全长，并分别利用ｒＮａｆｏｌｄ软件和ｔａｒｇｅｔｒＮａ软件预测了ｓｒａｇ二级结构和靶位点，进而构建了Ｍ．ｈｕａｋｕｉｉ ７６５３ｒ的ｓｒａｇ插入失活突变体（Ｍ．ｈｕａｋｕｉｉ ｓｒａｇＭｕｔ），并对突变体接种紫云英的共生表型进行了检测。盆栽试验结果表明，与野生型菌株Ｍ．ｈｕａｋｕｉｉ ７６５３ｒ相比，接种突变株Ｍ．ｈｕａｋｕｉｉ．．．
[期刊] 浙江林学院学报
[作者]
何新华 陈力耕 陈怡
氮素固定是地球上维持生产力的一个重要生态反应,是继CO2固定之后最重要的生化反应。非豆科木本双子叶植物与固氮放线菌Frankia共生形成根瘤固氮,这些植物对绿化荒山、防止水土流失和保护生态环境等具有重要的作用,它们是陆地生态系统中的重要供氮者。Frankia菌具有对宿主的侵染范围广、固氮活性比较强和对氧气不敏感等特性,在Frankia菌与农作物之间建立起新的共生固氮体系的可能性很大。利用生物工程技术和方法构建高效的Frankia工程菌和新的固氮共生体系将成为今后生物固氮研究领域中的发展方向和追求目标。重点介绍了弗氏放线菌中共生固氮相关的固氮基因和谷氨酰胺合成酶基因、根瘤中结瘤固氮相关的nod基...
[期刊] 林业科学研究
[作者]
顾小平 吴晓丽 汪阳东
对几种丛生竹种麻竹、吊丝球竹、青皮竹、粉丹竹、马甲竹、绿竹等进行根系固氮能力调查测定 ,用直接法测定 (干根样品 )前 5个种竹种的根系最高固氮酶活性分别为 2 0 .50、2 4 .81、10 .83、7.4 9、2 .4 6nmol(C2 H4 )·g- 1·h- 1,用富集培养法测定 (鲜根样品 )前 5个种竹种的根系平均固氮酶活性分别为 2 75、4 31、169、188、79nmol(C2 H4 )·g- 1·h- 1。不同生境和不同季节丛生竹根系固氮能力的调查显示 ,充足的水分供应、较高的温度及适当施用有机肥有利于竹子固氮。对几种丛生竹种根际不同部位固氮菌数调查测定显示 ,根际固氮...
关键词：
丛生竹 根际 联合固氮作用 固氮菌接种
[期刊] 林业科学研究
[作者]
张军 彭轶楠 郭琪 王沛雅 李鑫 杨晖
[目的]获得杂交构树根际固氮菌菌株并明确其功能特性。[方法]以Ashby培养基为选择分离条件,从甘肃天水、兰州、张掖种植试验区的杂交构树根系及根际土壤中分离固氮菌,对固氮菌进行鉴定及系统发育分析,同时测定固氮酶活性、溶磷、分泌吲哚乙酸和抑制植物病原菌的能力,并采用熵权法对菌株特性进行综合评价。[结果]从远根土和根表土中共分离出10株固氮菌,分属8个属,以假黄单胞菌属(Pseudoxanthomonas sp.)居多。各菌株均具有固氮酶活性,TS4和HP10的固氮酶活性均大于180 IU·L~(-1);仅TS4和HTZ2具有溶磷能力;有8株菌能够分泌吲哚乙酸,HTZ4的分泌能力最强,分泌量为44.62μg·mL~(-1)。所有菌株对灰霉菌(Botrytis cinerea Persoon)无拮抗作用;有7株菌分别对至少2种以上植物病原菌有抑制作用。HTZ4、HTZ3、HP5分别对茄链格孢(Alternaria solani(Ellis et G. Martin) Sorauer)、尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum Schlecht)、腐皮镰孢菌(Fusarium solani (Martius) Sacco)有最强抑制,抑制率分别为50.00%、48.78%、47.37%。综合性能较强的菌株为TS4、HP5、ZY9、HTZ4和HTZ5。[结论]研究结果可为进一步开发综合性能优良的固氮菌株,研制杂交构树多功能固氮菌肥,提高西北半干旱地区杂交构树产量提供依据和指导。
[期刊] 林业科学研究
[作者]
顾小平 吴晓丽
对毛竹和浙江淡竹利用Ｎ２回充法测定根系固氮活性，分别可达９．９和２．１ｎｍｏｌＣ２Ｈ４／（ｇ干根·ｈ）；用半固体培养基富集后的根系固氮活性范围在２０～１００ｎｍｏｌＣ２Ｈ４／（ｇ鲜根·ｈ）的占４０％以上。对浙江淡竹根际各部位固氮菌数采用乙炔还原－ＭＰＮ法计测结果是根际土壤３．４×１０５菌数／ｇ干土；根表、根内分别为２．２×１０５、３．０×１０４菌数／ｇ干根。采用划线法在浙江淡竹根际分离到３株具较高活性的固氮菌，经鉴定Ｇ－４属肺炎克雷伯氏菌。Ｇ－７和Ｇ－１２菌的形态和培养特征相同，目前尚未确定种属。对Ｇ－４和Ｇ－７的固氮特性研究表明：培养１８～２４ｈ后固氮酶活性最高；从ｐＨ４．５～９．２固氮酶活...
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
王婧仪 曹扬荣 朱辉
为寻找根瘤菌中与共生固氮相关的调控基因,采用同源重组法,分别敲除中慢生根瘤菌MAFF303099在与豆科植物百脉根共生固氮过程上调表达的10个基因,研究它们对共生固氮的影响。结果显示:Δmlr5883敲除突变体相比于野生型MAFF303099,其固氮酶活性下降40%,侵染细胞形态未发生显著改变,对Δmlr5883回补可恢复固氮酶活性;预测mlr5883编码天冬氨酸氨基转移酶,体外检测该酶的天冬氨酸转氨酶活性为16.67 U/mg。该基因的突变会影响固氮效率,推测其可能参与对植物供给碳源的代谢过程。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
李文清 曹文刚 李豪 方庆 张忠明
为建立水稻-根瘤菌共生固氮体系,将百脉根共生信号转导途径中的4个功能基因(LHK1、NSP1、NSP2和NIN)转入水稻,获得稳定转化的转基因水稻,并初步检测转基因水稻的表型和转录组水平上的差异。根瘤菌感染试验结果显示,根瘤菌侵染对照(转入空载体)和转基因水稻的根毛和表皮的比率没有显著变化,但接种根瘤菌14d后,对照与转基因水稻的侧根原基数有显著差异,转共生基因水稻的侧根原基明显增多。利用水稻cDNA芯片,检测转基因水稻组与对照组在接种根瘤菌7d和不接种根瘤菌条件下根的转录组变化,结果显示,转基因组与对照
关键词：
百脉根 根瘤共生 转基因水稻 根瘤菌
[期刊] 草业科学
[作者]
张凤 李耀明 董世魁 张珂 杜安娜 杨珏婕
氮缺乏是陆地生态系统非常普遍的状态。相对于共生固氮，非共生固氮是草地生态系统中普遍存在的生物固氮方式，对草地生态系统的氮循环和氮平衡具有重要作用。但是，草地土壤非共生固氮过程没有受到足够的重视。本文对草地土壤非共生固氮研究进行了分析，全面梳理了草地生态系统中土壤非共生固氮菌的分类、群落组成、构建机制和影响因素等方面的研究进展，系统总结了草地土壤非共生固氮的研究热点和主要发现，阐明了草地土壤非共生固氮的研究不足及未来研究方向，为更好的理解草地生态系统的氮平衡过程提供支撑。
关键词：
非共生固氮 草地土壤 固氮菌群 影响因素
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
王南 娄无忌 樊庆笙
不同瘤龄、不同光照和生长周期的毛萼田菁，其茎瘤的吸氢活性和固氮活性均呈正相关。绿色的茎瘤，无论在数量上还是固氮及吸氢活性上均为最高。Ａ．ｃａｕｌｉｎｏｄａｎｓＯＲＳ５７１菌（Ｈｕｐ＋）、Ｈｕｐ－突变株和含Ｂ．ｊａｐｏｎｉｃｕｍ５．９ｋｂｈｕｐ结构基因质粒的转移接合子回接实验的结果表明，Ａ．ｃａｕｌｉｎｏｄａｎｓ具吸氢活性的菌株对植株生长有益，茎瘤的固氮活性高于根瘤的２倍以上；吸氢活性亦高。转移接合子在无选择压力的条件下连续培养，其带有外源ｈｕｐ基因片段的质粒会缓慢丢失，最终从茎瘤中分离的Ｒ－３０９１１和Ｒ－４９１１已经完全丧失了Ｔｃ抗性。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
李一星 王建云 石晓峰 陈大松 李友国
将紫云英AsIB259基因编码的一个预测的非特异性转脂蛋白AsIB259(nsLTP,non-specific lipid transfer protein)在大肠杆菌表达菌株Rosetta 2(DE3)中进行了诱导表达,体外测定AsIB259蛋白的脂质结合动力学特征,检测它对不同碳链长度脂肪酸及其衍生物的结合能力,进一步考查AsIB259超表达对紫云英毛根结瘤情况的影响。结果表明:AsIB259具有转脂蛋白的典型特征,与16~22碳链长度脂肪酸的结合活性较强,对茉莉酸也表现出一定的结合活性;AsIB259超表达导致根瘤数量增加1.5倍且固氮酶活性降低,说明该基因在根瘤形成和固氮过程中发挥重要...
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