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...

为深入理解物种养分利用策略,服务于农作物的施肥管理,选择固氮植物大豆及非固氮植物苋菜和稗草为研究对象,同时选择另一试验的苜蓿作为豆科植物的补充材料,利用温室施肥试验研究了固氮和非固氮植物氮(N)、磷(P)元素积累量与生长速率的关系以及NUE的差异。结果表明:豆科植物氮素利用效率在整个生育期显著低于非豆科植物;豆科植物苗期磷素利用效率高于其后几个时期。固氮植物中氮磷积累量每增加一倍对应的总生长速率平均增加0.50.7倍(大豆N:0.69,P:0.54;苜蓿N:0.52,P:0.53),显著低于非固氮植物总生

衰老是影响豆科植物根瘤固氮效率的主要因素之一，深入探究根瘤的衰老调控机制具有重要意义。本文从衰老根瘤的形态特征和生理生化变化、衰老的途径以及物质代谢调控等方面综述根瘤衰老的研究进展，总结了豆科植物和根瘤菌中与衰老相关基因在共生固氮过程中的功能。开发新的研究方法和技术能够更全面地揭示衰老根瘤中关键物质代谢的分子机制。深入了解根瘤衰老的分子机制有助于通过遗传改造延缓根瘤衰老，提高豆科植物的固氮效率，促进农业生产的可持续发展。

【目的】筛选适合改良铝土矿复垦土壤的豆科植物，为矿区农业可持续发展提供参考依据。【方法】在广西平果铝土矿复垦土壤上盆栽田菁[Sesbania cannabina(Retz.) Poir.，SC]、箭筈豌豆（Vicia sativa L.，VC）、紫云英（Astragalus sinicus L.，AS）、光叶紫花苕（Vicia villosa Roth var.，VR）、紫花苜蓿（Medicago sativa L.，MS）、柱花草（Stylosanthes guianensis，SG）和小冠花（Coronilla varia L.，CV）7种豆科植物，测定各豆科植物的生物量、是否检出根瘤、营养元素含量、固氮效率、生物固氮量及土壤营养元素、钙和镁离子（Ca~(2+)和Mg~(2+)）及总铝（Al）和活性铝（Al~(3+)）含量，通过主成分分析，筛选出适合铝土矿复垦土壤改良的豆科植物；建立偏最小二乘法路径模型（PLS-PM），探究影响铝土矿复垦土壤豆科植物生物固氮量的因素。【结果】在7种豆科植物中，光叶紫花苕的地上部生物量（0.344 g/pot）最大，紫云英的地下部生物量（1.961 g/pot）最大，小冠花的地上部生物量（0.387 g/pot）和地下部生物量（0.099 g/pot）均最小；田菁的氮（N，7.98%）、磷（P，2.999 g/kg）和钾（K，19.828 g/kg）含量均最高；在结瘤情况方面，仅田菁、紫云英和小冠花结有根瘤，其余豆科植物均未结出根瘤，其中，田菁的固氮效率（80.01%）和生物固氮量（0.077 g/pot）均最高。以植物养分含量、生物量、生物固氮量和固氮效率为评价因子对3种结瘤豆科植物进行的主成分分析结果表明，田菁的综合得分最高（2.30分）。PLS-PM路径分析结果表明，在铝土矿复垦土壤上种植豆科植物的生物固氮量受植物养分含量和土壤Al~(3+)含量直接影响，pH、土壤养分、植物类型通过影响植物养分含量和土壤Al~(3+)含量间接影响豆科植物的生物固氮量。【结论】田菁、紫云英和小冠花能在铝土矿复垦土壤中结瘤，提高铝土矿复垦土壤的pH、速效K、Al~(3+)和有机质含量及其本身的生物固氮量。综合评价认为，田菁是最适合在铝土矿复垦土壤中种植的豆科植物，可作为铝土矿复垦区土壤固氮培肥的豆科植物推广应用。

以根瘤菌 -豆科植物共生体系为主要代表 ,综述了近年来在结瘤固氮分子遗传学研究领域所取得的进展 ,特别是共生双方与结瘤、固氮有关的基因的定位、表达与调控

调查观察了４８属１２２种豆科树种的结瘤情况，其中８２种结瘤。采用ＶｉｎｃｅｎｔＪＭ分离方法［１］，从根瘤中分离获得了１２３个根瘤菌株的纯培养，各菌株的菌落特性和生长速度差异明显．经回接和交叉接种试验进一步确定它们为豆科树种根瘤菌。

对23株从海南尖峰岭自然保护区分离出的木本豆科植物根瘤菌及1株热带根瘤菌标准菌株进行溶磷圈定性试验及溶磷定量试验。结果表明:在以无机磷Ca3(PO4)2为唯一磷源的培养基内,有22株产生明显的溶磷圈;以Ca3(PO4)2为唯一磷源的培养液中有效磷含量超过平均值219.13mg·L-1的菌株有9株:caf333,caf443,caf336,caf278,caf344,caf444,caf276,caf436和caf341,溶磷能力最弱和最强的菌株分别为caf438和caf341,其培养液中的有效磷含量与对照相比分别增加了0.80和628.57mg·L-1;同一宿主、同一属种的根瘤菌不同菌株之间溶...

非豆科作物结瘤的方法包括:酶-PEG法,杂交突变法,改组nod D法和Rhizobia Parasponia法.利用这些方法均能使非豆科植物结生根瘤,但这些根瘤均不能固氮.本研究选用毛萼田菁及其根瘤菌为材料,能使小麦结瘤固氮.同时提出将豆科植物DNA以大片段为单位通过花粉管途径转入非豆科作物,回接该豆科植物根瘤菌,使其在转化植株上进行定向突变,从而获得结瘤固氮工程植株和有效的突变菌株.

木本植物个体发育过程都存在明显的童期,在一定时间和空间范围内难以成花,随着发育的继续,植株最终完成阶段转变,获得开花能力而进入成年阶段。研究人员就阶段转变已经从形态学、生理学和分子生物学等方面作了大量研究并已获得了大量信息。本文将主要综合关于阶段转变的分子方面的报道,说明木本植物阶段转变的分子机制。

不定根是植物的茎或叶等非中柱鞘组织产生的根，不定根发生困难是诸多木本植物无性繁殖和工厂化育苗的瓶颈问题，然而相关机制尚不明晰。目前，对于木本植物不定根发生机理的研究主要包括3个方面：(1)根原基的形成是不定根发生的关键，利用石蜡切片技术对根原基的形成时间和部位进行观察，同时依据组织形态观察结果将不定根发生过程划分为3个主要时期。(2)不定根发生是一个复杂的生理生化过程，内源激素含量和生根关联酶活性的动态变化在不定根发生过程中发挥着重要调控作用。此外，营养物质、酚类物质以及多胺等物质也被认为是影响不定根发生的重要因素。(3)探究了部分木本植物不定根发生过程中的关键代谢通路，并挖掘出多个调控不定根发生的基因，鉴定出诸多参与不定根发生的转录因子和非编码的微小核糖核酸(microRNA)。综上，本研究系统概述了木本植物不定根发生的组织学、生理学和分子调控机理的研究进展，并展望了未来该领域的可行性研究方向，为进一步探究木本植物不定根发生机制提供参考。表1参80

木本植物芽的内休眠是植物经过长期演化而获得的一种对环境及季节性变化的生物学适应性,其机制较为复杂。了解内休眠的机制,调控芽的休眠与萌发,具有重要的理论意义和应用价值。在探讨内休眠概念的基础上,重点阐述内休眠诱导及解除的影响因素、内休眠过程中的代谢变化、顶端分生组织内细胞间通讯及细胞周期调控、内休眠相关基因等方面的研究进展,提出今后内休眠调控机制的研究重点。

雌雄异株的性系统在木本植物中普遍存在,关于雌雄差异已有很多研究,且一直是研究热点,因此本文对木本植物雌雄株在形态解剖学、生理学、分子生物学及化学防御方面的差异进行综述,以期为雌株、雄株在生产实践中的选择性运用及理论研究提供参考。在形态解剖学方面,多年生植物雄株株型高、叶片和生物量大,逆境条件下细胞器受损较轻,适应不良环境的结构特征明显,其生长优势;而结一次果或生命较短、结多次果的植物则是雌株占生长优势,如叶生物量比及叶面积比大、叶片旱生结构特征明显、生态可塑性大等。在生理学方面,虽然正常条件下一些植物的雌雄株无显著差异,但是逆境条件下差异显著。大多数植物雄株的光合作用、渗透调节作用、保护酶活性...

从植物形态结构、生理生化反应和分子生物学出发 ,阐述了国内外木本植物抗涝性研究的进展。在涝渍条件下植物形态结构、高生长和生物量积累变化明显 ,光合作用、酶促防御系统、呼吸代谢等生理反应也有相应变化。在此基础上总结了抗涝性评价指标以及抗涝性品种选育研究概况以及抗涝性育种的主要方法 ,提出了抗涝性育种中存在的问题以及今后的发展趋势。

低温胁迫限制了许多野生植物和作物的地理分布,降低了生产率。植物在低温胁迫下生存能力差别很大,来源于热带和亚热带的冷敏感植物在温度高于冰点的低温条件下会发生不可逆的伤害,而温带地区的植物能够承受极端的冰冻条件。近年来有关冷敏感植物和温带植物低温胁迫下生理生化响应特征,转录组学、蛋白质组学和代谢组学分析取得了较快进展,从不同层次阐明了木本植物调节低温反应和抗冷(冻)性的生理和分子机制,为利用抗冷(冻)相关基因进行林木抗(冷)冻分子育种提供了重要参考。冷敏感树木在1~10℃的低温胁迫下,会出现水分状况、矿质营养、光合作用、呼吸作用和新陈代谢等生理过程的紊乱,造成冷害甚至死亡。钙信号途径是低温应答过程...

木本植物在转向生殖生长之前需要一段较长时间的营养生长 ,这一特点不利于对其进行遗传分析 .然而 ,随着分析手段的不断提高和建立在木本植物生物学特性基础上的基因定位方法的开发利用 ,发达国家木本植物基因组连锁图谱制作已全面启动 ,并正朝着连锁图谱应用及基因组基因构造分析的方向推进 .国内有关木本植物基因组研究尚未全面启动 ,这与我国日益增强的综合国力及整个领域的国际发展态势极不相称 .目前机遇和挑战并存 ,相关研究领域的学者应把握时机 ,选准目标 ,尽快开展木本植物基因组连锁图谱制作、应用及基因组基因构造分析方面的研究