根瘤菌与大豆共生关系共20页
大豆根瘤菌与大豆品种共生匹配性研究
根瘤菌资源研究发现与大豆共生固氮的根瘤菌有快
生、慢生两大类型, 分别属于中华根瘤菌属 ( Sinorhi
zobium )、慢生大豆根瘤菌属 (B radyrhizobium ), 其中
中华根瘤菌属包括韦氏中华根瘤菌 ( S. f redii)、新疆 中华根瘤菌 ( S. x injiangensis)等, 慢生大豆根瘤菌属
匹配关系, 为大豆育种材料的选择和共生固氮作用 的发挥提供依据。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
1. 1. 1 供试 菌株 选择具有代表性 的菌株共 18
株, 其中慢生根瘤菌 8株。它们的菌种名称、编号、 分离宿主、分离地及来源列于表 1。
表 1 供试菌株一览表
T able 1 R hizob ia l stra ins used in this study
第 27卷 第 2 期
2008 年
4月
大豆 科 学 SOYBEAN SC IENCE
V o l 27 N o 2 A pr. 2008
大豆根瘤菌与大豆品种共生匹配性研究
马中雨, 李 俊, 张永芳, 樊 蕙, 李 力
( 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所, 北京 100081)
摘 要: 大豆与大豆根瘤菌的共生体系是共生固氮的代表, 开展根瘤菌与大豆品种的 匹配性组合 研究, 为发挥这一 共生体系的固氮效率和指导大豆 育种材料的选择等方面 均具有 重要的 实践价值。 选取不 同种类与 来源的 大豆根
B16
CAU
-
- S. xinjiangensis
HH 103
中国农大 CAU
-
-
S. f red ii
WHG 12
中国农大 CAU
大豆根瘤生物固氮的途径
大豆根瘤生物固氮的途径一、引言大豆是我国重要的农作物之一，其栽培面积广泛且产量高。
然而，大豆的生长需要大量的氮素供应，而土壤中的氮素往往不足以满足大豆的需求。
为了解决这一问题，科学家们发现了大豆根瘤生物固氮的途径，使得大豆能够自主地吸收氮气并转化为可利用的氮素。
二、大豆根瘤生物固氮的原理大豆根瘤生物固氮是通过与根瘤菌共生来实现的。
根瘤菌是一类共生菌，它们能够感染大豆根部并形成根瘤结构。
在根瘤结构中，根瘤菌会与大豆根系形成共生关系，通过固氮酶的作用将氮气转化为氨基氮，供大豆吸收利用。
三、根瘤菌的感染和根瘤的形成大豆根瘤菌主要通过土壤中的感染源传播。
当大豆种子发芽并生长时，根瘤菌会通过感染源进入大豆根部，并利用根部的营养物质进行繁殖。
随着根瘤菌的繁殖，大豆根部会产生一系列变化，形成根瘤结构。
根瘤结构具有红色或粉红色的外观，其形状不规则，大小不一。
四、根瘤菌固氮的机理根瘤菌固氮的关键是固氮酶的作用。
固氮酶是根瘤菌在根瘤结构中产生的一种酶，它能够将氮气转化为氨基氮。
固氮酶由两个组分组成，分别是铁蛋白和大豆植物为其提供的铁蛋白酶。
铁蛋白是固氮酶的活性中心，能够与氮气结合并催化其转化为氨基氮。
大豆植物通过根瘤结构向根瘤菌提供铁蛋白酶，使其与铁蛋白结合形成活性固氮酶。
五、大豆吸收利用固氮产生的氮素固氮酶催化的氨基氮可以被大豆根系吸收和利用。
在根瘤结构中，大豆根系会释放出一些有机酸和糖类物质，这些物质能够促进固氮酶的活性，并调节大豆根系对固氮酶的吸收。
大豆根系通过根瘤结构吸收的固氮产生的氮素可以供大豆植株的生长和发育使用。
六、大豆根瘤生物固氮的优势与应用大豆根瘤生物固氮具有以下优势和应用价值。
首先，与化学合成氮肥相比，根瘤生物固氮是一种环境友好的氮素供应方式。
其次，根瘤生物固氮能够提高大豆的产量和品质，降低生产成本。
此外，根瘤生物固氮还可以改善土壤的氮素循环，提高土壤肥力。
七、结论大豆根瘤生物固氮是一种重要的氮素供应途径，通过与根瘤菌共生，大豆能够自主地固定氮气并转化为可利用的氮素。
豆科植物与根瘤菌共生关系的形成、特点及其应用建议
豆科植物与根瘤菌共生关系的形成、特点及其应用建议作者：李滢洁，李尔立来源：《种子科技》 2017年第3期李滢洁，李尔立（沈阳市回民中学，辽宁沈阳 110004 ）摘要：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。
关键词：豆科植物；根瘤菌；共生；生物固氮文章编号： 1005-2690（2017）03-0097-02中图分类号： Q945.13；S154.3文献标志码：A通过对高中生物必修三第四章《种群和群落》的学习，笔者对植物的共生现象产生了浓厚的兴趣，进而产生了对豆科植物与根瘤菌共生现象进行研究的兴趣。
通过查找文献资料，对共生关系的概念和分类、豆科植物与根瘤菌互利共生关系的形成机制、特点以及在农业生产方面的应用等问题进行了梳理。
1 共生关系的概念及其分类共生一词，在希腊文中的字面意思是“共同”和“生活”，是指两种生物体的交互作用。
在大多数情况下，具有共生关系的双方支配资源的实力是不对等的，甚至是悬殊的。
根据共生双方资源分配方式的不同，共生关系主要分为竞争共生、寄生和互利共生3种类型。
竞争共生一般存在于同种生物之间，这是由于生态位的重叠以及资源的稀缺性造成的，竞争者为了提高自身适应度，从而对同类之间进行攻击，以图占据更多生存和繁衍优势；寄生是指较小的生物体依附于较大生物体的体表或者内部，从宿主身上得到资源，接受宿主生物提供的养分；互利共生是指双方以彼此利益为前提形成互利关系，一般把个体比较大的生物体称之为“宿主”，如榕树、豆科植物、丝兰等，把个体较小的生物体称之为“共生体”，如榕小蜂、根瘤菌、丝兰蛾等。
共生关系包括外共生和内共生，双方在未结合时能够独立生存的共生关系，称为外共生。
相反，共生双方不能独立生存的关系叫作内共生。
大豆与根瘤菌的共生关系
大豆与根瘤菌的共生关系同学们！今天咱们来聊聊大豆和根瘤菌之间那超神奇的共生关系。
咱先来说说大豆吧。
大豆可是一种很常见的农作物呢，我们平时喝的豆浆、吃的豆腐，很多都是用大豆做的。
大豆长得可精神啦，有绿色的叶子，还有一串串饱满的豆荚。
那根瘤菌又是啥呢？根瘤菌啊，它是一种小小的微生物，我们用眼睛可看不到它哦。
虽然它很小，但是作用可大着呢！大豆和根瘤菌之间就有着一种特别的共生关系。
啥叫共生关系呢？就是它们两个在一起，互相帮助，谁也离不开谁。
当大豆的种子种到土里的时候，根瘤菌就会悄悄地靠近大豆的根。
然后呢，根瘤菌就会钻进大豆的根里面，在那里安个家。
大豆的根也不生气，反而很欢迎根瘤菌的到来呢。
为啥大豆会欢迎根瘤菌呢？这是因为根瘤菌有一个超厉害的本领，它能把空气中的氮气变成大豆可以用的营养物质。
同学们都知道，空气里大部分都是氮气，但是我们人和植物可不能直接用氮气。
根瘤菌就像一个小魔法师，把氮气变成了大豆能吸收的氮肥。
这样一来，大豆就有了足够的营养，可以长得更壮实，结出更多的豆荚。
那根瘤菌为啥要帮大豆呢？嘿嘿，这是因为大豆也会回报根瘤菌哦。
大豆会给根瘤菌提供一些糖分和其他营养物质，让根瘤菌也能好好地生活。
这样，大豆和根瘤菌就形成了一种互利互惠的关系。
有了根瘤菌的帮助，大豆在生长过程中就不需要那么多人工施的氮肥了。
这不仅能节省农民伯伯的成本，还对环境有好处呢。
因为人工施的氮肥太多的话，会污染土壤和水源。
而且呀，这种共生关系还能让土壤变得更肥沃。
当大豆收获后，根瘤菌留在土壤里，继续为下一季的农作物提供氮肥。
这样，土壤里的营养就会越来越丰富，其他的农作物也能长得更好。
同学们，你们想想看，大豆和根瘤菌多聪明呀！它们不用说话，就能互相合作，一起成长。
这种共生关系真的是大自然的一个奇妙创造呢。
在我们的生活中，也有很多像大豆和根瘤菌这样互相帮助的例子哦。
比如我们和朋友之间，互相分享快乐，互相帮助解决问题。
还有在一个班级里，同学们一起学习，一起进步。
根瘤菌和豆科植物共生体系1
植物和细菌形成的共生体系主要是根瘤。 成熟根瘤的外形和大小，因植物种类、细
菌品系和环境条件而不同。
小的根瘤只有米粒大小，大的根瘤可以有黄 豆大小，甚至更大。 根瘤的形状可以分为两类：
一类以豌豆、苕子、苜蓿和三叶草的根瘤为代表， 这种根瘤是长枣形的； 另一类以大豆和花生的根瘤为代表，它们是圆形的，
生，有较好的固氮效果。红萍从鱼腥藻中得 到氮素养料，鱼腥藻在红萍腹腔内得到特殊 的生活环境。
3、蓝细菌和高等植物的共生
（1）、蓝细菌和裸子植物的共生
裸子植物苏铁科的一些属种的根细胞间有固氮蓝细 菌（念珠藻和鱼腥藻）生活，固氮。有蓝细菌生活 的根部发育成为膨大的二分杈或珊瑚状变型根。膨 大的变形根内部有一些细胞间的空腔，固氮蓝细菌 就生活在这些腔内。
如从豌豆根瘤内分离的根瘤菌可以在豌豆、蚕豆、
苕子等植物上形成根瘤，大豆只能和大豆根瘤中分离 出来的根瘤菌形成根瘤，而不能和从豌豆、紫云英等 植物中分离的根瘤菌形成根瘤。
根据根瘤菌在豆科植物上形成根瘤的专一性，构 成了“互接种簇”关系。
互接种簇—根瘤菌中的某一个菌株可感染一簇豆科 植物的多种植物。在同一互接种簇内植物，可以互 相地利用其根瘤菌形成根瘤，而不同互接种簇植物 之间则不能互接种簇形成根瘤，这种特性对根瘤菌 在生产中应用有重要意义，可以避免盲目性。
1、无限型根瘤
无限型根瘤具有顶端分生组织，在根瘤成熟后可继续 生长，使根瘤体积增大，甚至可以分叉。这类根瘤的 外表多为圆柱形、枣形、鸡冠状，如豌豆、三叶草和 苜蓿等植物的根瘤。 无限型根瘤具有下列主要结构： ①根瘤表皮和皮层；
典型的共生关系由微生物和植物两者形成特定 的组织形态。
研究得最多的是细菌和植物形成固氮器官
（根瘤和茎瘤）。
论述题种间相互作用促进农业生产的例子
论述题种间相互作用促进农业生产的例子1、豆科植物与根瘤菌的共生关系：豆科植物，如大豆、玉米、棉花等，与土壤中的根瘤菌有共生关系。
根瘤菌能够固定空气中的氮气，为植物提供氮素养分，而植物则提供根瘤菌所需的有机物质。
这种共生关系提高了土壤的肥力，促进了作物的生长。
2、蜜蜂与作物的授粉关系：蜜蜂是重要的授粉昆虫之一，许多果树、蔬菜等依赖蜜蜂进行授粉。
蜜蜂授粉能够提高作物的结实率和产量，改善作物的品质。
因此，在农业生产中，保护蜜蜂资源对于提高作物产量和品质具有重要意义。
3、稻田养鱼：稻田养鱼是一种典型的生态农业模式。
在稻田中养鱼，鱼能够吃掉稻田中的杂草和害虫，减轻杂草和害虫对水稻的危害；同时，鱼的排泄物也能为水稻提供养分。
这种生态农业模式能够提高水稻的产量和品质，增加农民的收入。
4、玉米与大豆的间作：玉米与大豆的间作是一种常见的农业种植模式。
在这种模式下，玉米能够为大豆提供遮荫，减轻大豆的日灼病；同时，大豆的根瘤菌能够固定空气中的氮气，为玉米提供氮素养分。
这种间作模式能够提高作物的产量和品质，减少化肥的使用量。
5、茶园养鸡：茶园养鸡是一种生态养殖模式。
在这种模式下，鸡能够在茶园中觅食，吃掉茶园中的害虫和杂草种子，减轻害虫和杂草对茶树的危害；同时，鸡的排泄物也能为茶树提供养分。
这种生态养殖模式能够提高茶叶的产量和品质，增加农民的收入。
一、温室中的益虫控制：在温室蔬菜生产中，引入捕食性昆虫和寄生性昆虫，可以有效地控制温室中的害虫。
这些益虫能够吃掉害虫的卵、幼虫或成虫，从而减少害虫的数量，降低害虫对作物的危害。
这种方法不仅减少了化学农药的使用，还提高了作物的产量和品质。
二、稻田养鸭：稻田养鸭是一种具有生态效益的农业生产模式。
鸭子在稻田中活动，可以吃掉稻田中的害虫和杂草，其排泄物也能为水稻提供有机肥料。
同时，鸭子的活动还能增加稻田的氧气含量，有利于水稻的生长。
这种方法提高了水稻的产量，也增加了农民的收入。
三、林果间作：在林果间作的种植模式下，林木和果树之间互相促进生长。
大豆根部的什么有固氮作用,大豆与根瘤菌的关系
大豆根部的什么有固氮作用，大豆与根瘤菌的关系大豆根部的根瘤菌可以固氮。
大豆的根瘤会接受光合作用的产物，并逐渐发育，在铁钼氧还蛋白的作用下，吸收空气中的分子态氮并活化成铵态氮，此为大豆的重要氮源。
大豆根瘤菌的共生固氮作用在根瘤中的类菌体内进行，根瘤菌在类菌体内固定的氮起初为氨，氨扩散后会与氨的受体产生化合反应，生成各种氨基酸和酰胺。
一、大豆根部的什么有固氮作用1、大豆根部的根瘤菌具有固氮作用。
大豆出苗后经过一段时间便会形成根瘤，根瘤接受光合作用的产物会逐渐发育，在铁钼氧还蛋白的作用下，吸收空气中的分子态氮活化成铵态氮，这种由共生固氮作用所吸收的空气氮是大豆的重要氮源。
2、大豆根瘤菌的共生固氮作用在根瘤中的类菌体内进行，大豆进行光合作用时生成的糖分由韧皮部运入根瘤，再通过呼吸作用产生各种酮酸，即氨的受体。
3、根瘤菌在类菌体内固定的氮最初为氨，氨向根瘤其他部位扩散后会与氨的受体产生化合反应，生成各种氨基酸和酰胺（根瘤中的主要氨基酸为谷氨酸、谷氨酰胺，其次为天冬酰胺）。
二、大豆与根瘤菌的关系1、大豆与根瘤菌形成共生关系。
大豆为根瘤菌提供安全的生长环境，并将一部分制造出来的有机物供给根瘤菌当作能量，而根瘤菌则会通过生物固氮制造的氨供给大豆。
2、种植大豆时可使用根瘤菌剂，先选择适宜的大豆根瘤菌类型，再采集大豆生产区的土壤，进行土壤、根瘤菌匹配试验，筛选活性强、适应当地土壤与气候的大豆根瘤菌品种。
3、固体型根瘤菌可采用拌种、土施的方法使用，液体型根瘤菌可在浸种、包衣时使用，但要注意包衣剂与根瘤菌剂要相互匹配，避免根瘤菌的活性受到抑制。
4、根瘤菌可让大豆增产10%以上，还能让籽粒中的蛋白质含量提高2%，粗脂肪含量提高1-2%。
根瘤菌—豆科植物共生固氮在农业及生态环境中的作用
根瘤菌—豆科植物共生固氮在农业及生态环境中的作用随着我国人口的增加和城市化进程的加快，我国的环境问题日显突出：水资源紧缺，水土流失严重，荒漠化土地面积扩大，草地沙化、碱化、退化面积增加，物多样性遭到严重破坏。
有调查显示，全国荒漠化土地面积已达到 174万 km2，已有的“三化”草地面积达1.33亿hm2，占总草地面积的三分之一。
我国化肥每年使用量远远超过发达国家所规定60kg.km-2的标准上限，而平均利用率仅为40%左右，大部分化肥渗透进入水体和土壤、大气环境中。
因此，寻求一种绿色、安全、环境友好的解决方法已经迫在眉睫。
根瘤菌是一种能与豆类作物根部共生形成根瘤并可以固氮的细菌，一般指根瘤菌属和慢生根瘤菌属。
根瘤菌属和慢生根瘤菌属两属细菌都能从豆科植物根毛侵入根内形成根瘤，并在根瘤内成为分枝的多态细胞，称为类菌体。
类菌体在根瘤内不生长繁殖，却能与豆科植物共生固氮，即固氮微生物根瘤菌和豆科植物生活在一起，从豆科植物获得养分，与其共同完成固氮作用。
这种固氮作用是天然的氮肥制造工厂，不仅为植物提供氮素养料，同时还可以节约生产化肥所需的物质资料和生产过程所消耗的能量资源，减少废弃物和环境有害物质的排放，有助于农业和生态环境的可持续发展。
主要表现在以下几个方面：一、根瘤菌在农业可持续发展中的作用豆科植物—根瘤菌有较强的耐胁迫性，即使在不良环境条件下仍能与侵染的豆科植物形成稳定的共生体系，且在一个生长季节内所固定的氮素总量可达到45—335kg*hm-2这些氮素不仅能提高植物组织的含氮总量，所形成的共生体系更能源源不断地为土壤提供氮素，解决氮匮乏问题，显著提高土壤营养。
豆科植物—根瘤菌共生体系独特的固氮作用使得生态系统氮素循环得以平衡，同时，土壤中氮素含量也通过这种天然的方式得到补充。
长期种植紫花苜蓿和林生山黧豆的草地耕层土壤全氮和有机质含量提高幅度较大，主要原因在于紫花苜蓿和林生山黧豆均是豆科植物，在生长过程中，其根部形成的根瘤能够固定土壤空气中的氮素，固定的氮素除了满足作为种子田的牧草生长外，还能增加土壤中的氮素含量。
根瘤菌与大豆共生关系
ห้องสมุดไป่ตู้物固氮研究方向
• 当前迫切需加强豆科育种及根瘤菌应用基础研究， 如优选的豆科植物品种与高效根瘤菌匹配
• 突破根瘤菌剂能较长期保存的瓶颈；根瘤菌剂使 用的最有效技术及相应机具改革等
我国生物固氮发展形势
• 目前我国已为中国豆科作物接种根瘤菌准备了充足的种质 资源和新的认识，大豆生物固氮的大面积推广指日可待。
• 据悉，2008年国家将开始在山西、江西、湖南、广西、安 徽5省（区）试点种植豆科绿肥5万亩，并进行财政补贴。 同时，生物产业发展已写入“十一五”规划———绿色农用 生物产品专项实施方案：推动新型高效生物肥料产业化， 开发高效固氮产品等。农业部已将大豆种植产业技术体系 试点立项，推广接种根瘤菌。
• 在广大农区，建立豆科植物———根瘤菌与禾本科及其它 经济作物间套轮作体系，充分发挥生物固氮作用，将化学 氮肥用量降至最低限 。
常可观的氮肥，生物固氮的贡献更大。
生物固氮的意义
• 扩大豆科植物—根瘤菌共生体系，是我国减少化学氮肥用 量的最有效途径”众所周知，氮肥是高能耗产品，减少化 学氮肥的投入，对于缓解我国的能源紧张有重大意义。
• 氮素作为农业生产中的重要化学元素，随着作物产量的不 断提高，氮肥的使用量不断提高，造成作物种植成本提高， 土壤质量下降，而根瘤的生物固氮可以为其宿主植物提供 足够的氮源。深入探究大豆与根瘤菌之间的共生原理，分 析根瘤的形成过程，并初步运用基因工程方法构建转MYB 基因烟草模型。对农业生产中氮肥使用量的减少及土壤土 质的提高具有重要作用，对降低农业生产成本亦有显著意 义。
生物固氮是生命科学中的重大基础研究课 题之一, 它在生产实际中发挥着重要作用: 为植 物特别是粮食作物提供氮素、提高产量、降低 化肥用量和生产成本、减少水土污染和疾病、 防治土地荒漠化、建立生态平衡和促进农业可 持续发展。因此，二者之间的共生原理及固氮 过程一直以来是人们研究的重要课题。
根瘤菌和豆科植物共生体系1
（一）、根瘤（和茎瘤）的外形
▪植物和细菌形成的共生体系主要是根瘤。 ▪成熟根瘤的外形和大小，因植物种类、细菌
品系和环境条件而不同。
▪小的根瘤只有米粒大小，大的根瘤可以有黄
豆大小，甚至更大。
▪根瘤的形状可以分为两类：
一类以豌豆、苕子、苜蓿和三叶草的根瘤为代表， 这种根瘤是长枣形的；
先锋生命。
（2）、蓝细菌和苔藓植物的共生
有些苔藓植物的体腔中也有固氮蓝细菌的共生。
2、蓝细菌同水生蕨类植物的共生
▪满江红是水生蕨类植物的一个属，俗称红萍
或绿萍。它们在稻田和池塘等水面上生长迅速， 在我国南方是一种很好的水田绿肥。
▪蓝细菌中的鱼腥藻可在红萍鳞叶腹腔中共生，
有较好的固氮效果。红萍从鱼腥藻中得到氮 素养料，鱼腥藻在红萍腹腔内得到特殊的生 活环境。
树木根的活性部分，明确指出这是真菌和植物根的共 生联合体，并且首次采用了菌根这一术语，这类真菌 也就被称为菌根菌。
▪植物形成菌根是普遍现象，自然界大部分植物都具
有菌根，菌根对于改善植物营养、调节植物代谢、增 强植物抗逆性都有一定作用。
第二节 固氮根瘤
在各类共生体系中由细菌和植物形成的固氮器 官根瘤和茎瘤是典型的代表，在理论研究和应 用方面都是最重要的一类。
几内亚发现榆科植物中的根瘤是由典型的根瘤 菌形成的共生体系，以后陆续发现了更多的种 也能结瘤固氮。
•它们都是木本植物，包括小灌木和高大20m
的大树；
•是新垦慌的速生先锋植物，在各种土壤上均
能生长，甚至在火山灰和石灰石上发育的贫瘠 土壤上也能繁衍。
（三）、弗兰 克氏放线菌和植物共生体系
•弗兰克氏菌和高等植物共生固氮的研究也
大豆根系与根瘤菌的互作机制
大豆根系与根瘤菌的互作机制
大豆根系与根瘤菌的互作机制是一种共生关系，被称为豆科植物与根瘤菌的共生固氮。
下面是大豆根系与根瘤菌的互作机制的简要描述：
1. 信号交流：当大豆根系与土壤中的根瘤菌接触时，根瘤菌会释放化学物质（诱导物质），以刺激大豆根系释放信号物质（诱导物质）。
这些信号物质通常是一种称为异戊糖酸的化合物。
2. 信号接收：大豆根系通过感知诱导物质的存在，并产生响应。
大豆根系中的感受器会识别根瘤菌释放的信号物质，并触发一系列反应。
3. 根瘤形成：大豆根系感知到根瘤菌的存在后，会在根部形成根瘤。
根瘤是一种特殊的器官，由大豆根系和根瘤菌共同构成。
根瘤提供了一个适合根瘤菌生长和固氮的环境。
4. 固氮：在根瘤中，根瘤菌会与大豆根系共同进行固氮作用。
根瘤菌具有一种特殊的酶称为铁蛋白，它能够将大气中的氮气转化为植物可利用的氨。
这种固氮作用有助于提供大豆植物所需的氮源。
5. 营养交换：大豆根系通过根瘤菌固氮作用提供的氨，供给根系所需的氮源。
同时，根瘤菌从大豆根系中获得所需的碳源和其他营养物质。
总的来说，大豆根系与根瘤菌的互作机制是一种互利共生关系，大豆根系提供生长环境和营养物质，而根瘤菌提供固氮能力，帮助大豆植物获得所需的氮源。
根瘤菌和植物(豆科)之间的相互作用分子机制.34页PPT
ENDLeabharlann 1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
根瘤菌和植物(豆科)之间的相互作用分子 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。 机制.
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
大豆根瘤菌固氮原理
大豆根瘤菌固氮原理
大豆根瘤菌是一种可以与豆科植物共生的细菌，在这种共生中，大豆
根瘤菌会形成根瘤，提供植物所需的氮元素。
大豆根瘤菌固氮的原理
如下：
1. 相互作用：大豆根瘤菌通过植物根部的根毛进入植物体内，并与植
物形成共生关系。
植物通过分泌物质吸引菌株，促使其形成根瘤。
在
根瘤中，植物为菌株提供能量与碳源。
2. 固氮酶：大豆根瘤菌中存在着能够将空气中的氮气转化为可被植物
吸收的氮化合物的固氮酶。
这种固氮酶存在于大豆根瘤菌的细胞内，
其结构与功能都十分复杂。
固氮酶将氮气还原为氨气并和氢原子结合，形成氨分子，从而提供了植物所需的氮素。
3. 植物吸收：大豆根瘤菌通过固氮酶将空气中的氮气转化为氨分子后，植物根瘤可以通过渗透作用吸收氨分子，从而利用这些氮元素合成氨
基酸、蛋白质等生物大分子。
这样，大豆根瘤菌就为植物提供了需要
的氮元素，促进了植物的生长发育。
总之，大豆根瘤菌通过与植物形成共生关系，利用其特有的固氮酶将
氮气转化为可吸收的氮元素，从而为植物提供了重要的养分。
这种共
生关系既有利于植物的生长，同时也有利于土壤的改良和环境保护。
根瘤菌在植物生理学中的应用研究
根瘤菌在植物生理学中的应用研究植物对于栽培、食品生产以及生态系统的健康都具有重要的意义。
然而，植物在生长过程中会遭受到许多病害和逆境的侵袭，从而导致生产力的下降。
为了提高植物的耐逆性和生产力，研究人员一直在探索各种方法，其中包括利用根瘤菌对植物进行生理调控的研究。
根瘤菌（Rhizobium）是一类存在于土壤中的细菌，它们与豆科植物（如大豆、豌豆、红景天）之间存在着共生关系。
这种共生关系形成了根瘤，可以为植物提供固氮、供应氮源，并改善植物的生长和发育。
因此，根瘤菌已经成为植物生理学领域研究的热点之一。
根瘤菌的共生根瘤能够提高植物对氮的利用效率。
大豆是一种对氮需求较高的作物，而根瘤菌能够与大豆形成共生关系，在大豆根瘤中固氮，将空气中的氮转化为植物可利用的形式。
这种共生关系不仅能够提高大豆的生长速度和养分吸收能力，还可以减少对化学肥料的依赖，减少对环境的污染。
此外，根瘤菌还能够帮助植物对抗逆境。
例如，根瘤菌能够分解土壤中的有机磷，将其转化为无机磷供植物吸收，从而提高植物对磷的利用效率。
磷是植物生长发育的关键营养元素之一，而土壤中的有效磷含量往往有限。
通过利用根瘤菌，在根系周围形成磷溶解区，植物可以更好地获取土壤中的磷源，从而增加植物的生长和产量。
此外，根瘤菌还能够促进植物的免疫系统。
根瘤菌通过合成植物抗病物质，增加植物的抗病能力。
根瘤菌能够诱导植物的防御反应，提高植物对病原菌的抵抗力。
研究表明，根瘤菌还能够与植物共同对抗土壤中的一些病原微生物，保护植物免受病害侵袭。
根瘤菌在植物生理学中的应用研究不仅可以提高农作物的生产力，还可以减少对化学农药的使用，从而减少对环境的影响。
根瘤菌的应用研究还可以推动农业的可持续发展，降低农业生产的成本。
此外，根瘤菌的应用还可以扩大土壤中的生态功能，增加土壤的持水能力和养分储存能力，促进土壤的健康和生态系统的稳定性。
然而，根瘤菌的应用在实际生产中还面临一些挑战。
例如，不同的根瘤菌菌株与不同的植物之间存在着特异性选择，不能广泛适用于所有的农作物。
大豆菌根共生对土壤氮素利用的影响
大豆菌根共生对土壤氮素利用的影响作为一种重要的农作物，大豆对于人们的生活和经济具有极大的影响。
而大豆的生产离不开充足的土壤氮素。
而近年来，随着农业的发展和人们的环保意识越来越强烈，越来越多的人开始关注农业生产对环境的影响。
在这种情况下，研究大豆在生产过程中对于土壤氮素的利用变得越来越重要。
而大豆菌根共生，作为一种重要的生物技术方法，可以对土壤中的氮素利用产生重要影响。
大豆菌根共生的基本概念大豆菌根共生，又称为豆科植物与根瘤菌共生，是指大豆和根瘤菌之间建立起一种特殊的共生关系。
在这种关系中，大豆的根会产生出一些结节，且只有根瘤菌能够在结节内生长，而大豆根则在结节内获得了有机化合物和微量元素等营养物质。
根瘤菌能够利用氮气，将其转化为固态氮，并交给大豆根，以供其生长。
这种共生关系可以使大豆在较为贫瘠的土壤中更好地生长，并减少浪费。
1.减轻氮素负担在大豆菌根共生中，根瘤菌可以将空气中的氮气转化为大豆所需的有机氮，这样就大大减轻了土地上的氮素负担。
这使得大豆不像其他作物一样需要更多的化肥来生长，从而减少了农业生产对土地和环境的污染。
此外，根瘤菌还可以分泌一些生物活性物质，能够诱导其他有益菌株的生长，以促进土壤生态系统的平衡发展。
2.提高土壤质量大豆菌根共生还可以帮助提高土壤的肥力和水分保留能力。
由于根瘤菌的共生，有机质得到了更好的分解，使之成为土壤中的氮素和其他养分的来源。
因此，可以促进土壤质量的改善，并增强土壤的保湿能力。
这对于不同的农作物生长至关重要。
3.促进生态系统的平衡根瘤菌对土壤生态系统的平衡具有重要作用，它能够利用大气中的氮气使之“有机化”，同时在与大豆根之间发生共生的过程中释放出有机物质，有利于其他土壤微生物的生长繁殖和土壤中其他养分的利用。
这种生态机制对于维护土壤健康平衡起着重要的作用，也为生态农业的发展提供了新的思路和方向。
结语随着人类对土地的居安思危和环境保护意识的日益加强，大豆菌根共生作为一种生物技术方法越来越受到人们的关注和重视。
豆科植物根瘤菌的识别和共生研究
豆科植物根瘤菌的识别和共生研究豆科植物是农业生产中的重要植物之一，如大豆、豌豆、蚕豆等。
这些植物具有共生作用，能够与一些根瘤菌共生。
这种共生关系能够为植物提供固氮和吸收磷等营养物质的能力，因此对于这些根瘤菌的识别和共生研究具有重要的意义。
一、豆科植物根瘤菌的识别豆科植物根瘤菌是一类可以与豆科植物共生的细菌，它们与植物的共生关系建立在植物的根系上，具有重要的生物学意义。
因此，对于这些菌株的识别和分类具有重要的意义。
传统的根瘤菌识别方法是通过植物与根瘤菌的共生关系来确定其种类。
但是这种方法需要较长的时间和复杂的操作，而且存在一定的误差。
因此，近年来研究人员利用分子生物学技术开发出了一系列的根瘤菌快速识别方法，如PCR法、双向序列反应等。
这些方法通过检测菌株的DNA序列来确定其种类，具有高效快速、简单易用等优点。
二、豆科植物根瘤菌的共生机制根瘤菌与豆科植物的共生关系是建立在植物根系上的，它们具有一种特殊的关系。
根瘤菌能够将大气中的氮转化为植物所需的氮素，同时还能够合成一种生长因子“激素”，能够促进植物生长、增加植物免疫力等。
这种共生机制是通过根瘤形成来实现的。
根瘤是由根瘤菌感染的植物根细胞所形成的。
在感染的过程中，根瘤菌能够促进植物根细胞和菌株的结合，并且能够引发细胞分裂、细胞扩增等过程。
这些过程最终导致根瘤的形成。
在根瘤内部，根瘤菌能够转化大气中的氮，形成植物所需的氮素，同时还能够合成生长激素等营养物质，为植物生长提供保障。
三、豆科植物根瘤菌的应用价值豆科植物根瘤菌的应用是农业领域的重要研究领域，具有重要的应用价值。
其中，对于根瘤菌的利用和应用具有广泛的应用前景。
1、根瘤菌的利用根瘤菌除了能够与豆科植物共生以外，还具有抑制作物病害、促进植物生长等多种作用。
因此，研究人员利用根瘤菌来实现作物的病害防治、增加产量等，具有重要的意义。
2、根瘤菌的应用利用根瘤菌来提供植物所需的氮素和其他营养物质，不仅能够增加产量，还能够减少化肥使用量，保护环境。
豆类的共生名词解释
豆类的共生名词解释豆类一直以来都是人们餐桌上的常客。
它们不仅提供丰富的营养，还有助于土壤改良与生态平衡的维持。
与豆类息息相关的一个概念就是“共生”。
在本文中，我们将解释豆类的共生概念，并探讨其中的奥秘。
1. 共生的定义共生一词源自希腊语中的“συν”（合作）和“βίος”（生活），指的是两个或更多物种共同生活在一起并从中获益的互惠关系。
在植物界中，豆类和细菌之间的共生关系被称为“根瘤共生”。
2. 根瘤共生的过程根瘤共生是一种特殊的共生关系，通常指的是豆类植物与一类细菌属根瘤菌（Rhizobium）之间的共生现象。
该共生过程始于土壤中的一种信号分子——根瘤菌诱导因子(Nod factor)。
当豆类植物的根接触到这种信号分子时，会启动一系列的反应，使根部产生特殊的根瘤。
这些根瘤提供了一个理想的 habitat 给根瘤菌，而根瘤菌则为豆类植物固氮。
固氮是指将大气中的氮转化为植物可利用的形式。
3. 共生的益处豆类植物与根瘤菌之间的共生关系带来了许多益处。
首先，通过共生作用，根瘤菌为豆类植物提供可供吸收的氮源，从而促进植物的生长和发育。
此外，根瘤菌还能够合成一种称为植酸的有机化合物，这可以为土壤中的磷提供更好的溶解和吸收方式。
除此之外，根瘤共生还具有促进土壤健康与生态平衡的作用。
通过固氮过程，共生关系能够减少人类对化肥的依赖，并降低氮肥对环境的污染。
同时，共生植物能够改善土壤质地，增加含水量以及有机质的含量，提高土壤的肥力，助力可持续农业的发展。
4. 共生的调控机制共生关系的形成和维持是一个复杂而精细的系统。
根瘤形成的成功与否取决于多个因素，包括豆类植物和根瘤菌之间的相容性、环境因素以及植物内部的调控机制。
豆类植物通过一系列基因在与根瘤菌的互作中起到调控作用。
它们能够分辨出携带有效根瘤菌与无效根瘤菌的区别，并向根部发送信号来导向根瘤菌的定殖。
而根瘤菌则通过产生诱导因子(Nod factor)作为信号，与豆类植物的根部产生互作。
根瘤菌对大豆生长发育及产量的影响
根瘤菌对大豆生长发育及产量的影响作者：暂无来源：《农民致富之友（上半月）》 2011年第1期王志华施用大豆根瘤菌肥是改善大豆根系发育、提高大豆根际结瘤的良好方法，并且低能耗、无污染，经济高效环保。
为了不断提高我市大豆的产量、品质及效益，今年我们继续进行了大豆应用“奥龙奇康”牌大豆根瘤菌肥试验及示范，从而进一步验证该产品在我市使用的增产性，实效性，为今后在生产中能够广泛深入使用推广提供了可靠依据。
一、试验、示范设计与方法1、小区试验：试验设置在海伦市乐业乡乐业村科技园区及海北镇科技园区，土质均为中层黑土，前茬大豆，品种北8731，施肥采用常规施肥方法，亩施测土配方专用肥20公斤，试验采用大区对比法，每处理10垄，垄长50米，小区面积325m2。
处理如下：处理1、“奥龙奇康”根瘤菌每公斤种子3毫升拌种。
处理2、空白对照。
2、重点示范区：示范区分别设置在海南乡荣欣村、乐业乡乐业村、长发长发村、海北镇长安村、共合镇伏中村及前进乡胜利村。
各示范区面积分别为30亩，对照区面积15亩。
3、辐射区：今年我市“奥龙奇康”根瘤菌示范辐射面积约为6.0万亩，分别落实在我市23个乡镇。
应用范围包括全市10个基地，1000个科技示范户以及市、乡、村级科技园区、种田大户等。
二、田间调查及结果l、长势调查：每处理取三点，每点取有代表性10株，调查结果如下：试验区调查结果表明大豆应用奥龙奇康根瘤菌的处理较其它处理表现为株高增加，叶色浓绿，长势健壮。
大豆根瘤数量明显多于其它处理。
同时由于大豆长势健壮抗病力强，大豆根腐病发病率也低于对照区。
示范区大豆应用“奥龙奇康”根瘤数后大豆长势也明显好于对照区，表现为株高根长增加，大豆根系发达，植株生长健壮。
2、测产及室内考种(1)试验区测产及室内考种从测产及室内考种结果可以看出，大豆应用奥龙奇康根瘤菌增产作用最显著。
(2)重点示范区测产结果我们对示范区处理和对照分别进行了初步测产，根瘤菌处理和对照每处理分别取3点，每点5平方米，进行实地脱粒测产。
北美大豆共生根瘤菌Bradyrhizobium群体的微进化关系及动态学分析
北美大豆共生根瘤菌Bradyrhizobium群体的微进化关系及动态学分析大豆(Glycine max)是世界上最重要的豆科作物,是油和蛋白质的主要来源。
慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)中的B. japonicum、 B. elkanii等能与大豆有效共生固氮,从而减低作物生产过程中对氮肥的需求。
由于Bradyrhizobium群体代表了非常有用的遗传资源,加上大豆的经济价值,这让Bradyrhizobium属成为了研究的热点。
加拿大的特殊地理位置,使它成为种植大豆的最北部地区,大豆产量居世界第七位。
尽管大豆生产对加拿大的农业和经济有着非常重要的影响,但却没有关于大豆共生根瘤菌基因资源方面的信息,特别是缺乏代表性共生根瘤菌Bradyrhizobium种群多样性、动态学、群体结构或进化史方面的资料。
研究Bradyrhizobium属的生物多样性,不仅有利于为可持续的农业生产开发新的根瘤菌资源,发掘新的根瘤菌基因资源,还可以进一步清楚地展示Bradyrhizobium 属内的分类地位,揭示属内的遗传进化关系,同时还可以为大豆生产筛选高效的根瘤菌菌株。
本研究对从加拿大东部两个采样地(相距280公里,有显著不同大豆种植史和接种史)分离的Bradyrhizobium群体进行了系统的调查研究,结果如下：1.通过植物诱捕,收集了220株共生细菌。
同时,还收集了已知的在加拿大用于大豆接种的Bradyrhizobium接种菌。
所有分离株具有共同的特点：在YEM培养基上生长缓慢：28℃培养7-14天后,菌落直径小于1mm：都能在大豆上结瘤。
2.成功扩增了所有供试菌株的6个看家基因,并进行了序列测定,获得了长度为435bp (atpD),555bp (glnll)、462bp (recA)、618bp (gyrB)、771bp (rpoB)和369bp (dnaK)的基因片段。
各看家基因拥有的等位基因数从9(dnaK)到17(rpoB)变化,而单个基因座的遗传多样性(π)从00251(atpD)到0.0338(recA)变化。