根瘤菌科

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大豆根瘤菌

大豆根瘤菌大豆根瘤菌可以进行生物固氮然后供给给豆科植物,可用于使大豆增产,目前有一些对促进结瘤效率的相关研究,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。

基本信息中文学名大豆根瘤菌拉丁学名 Bradyrhizobium japonicum科慢生根瘤菌科属大豆根瘤菌属基本概况大豆根瘤菌是一种活的微生物制剂根瘤内的根瘤菌与豆科植物互利共生：豆科植物通过光合作用制造的有机物，一部分供给根瘤菌；根瘤菌通过生物固氮制造的氨，则供给豆科植物.。

技术应用大豆生产中使用根瘤菌是一项成熟的、广泛使用的技术，能够大幅度地提高大豆生长期中的自身固氮能力，供给充足的氮素，供大豆生产所需。

大豆根瘤菌有液体、固体两种剂型。

固体型根瘤菌采用拌种或土施方式应用。

液体型根瘤菌采用浸种方式使用。

也可以在种子包衣时加入大豆根瘤菌剂，但是要注意包衣剂和根瘤菌剂之间应相互匹配，不能因种衣剂药效抑制根瘤菌的活性。

一、增产增效情况根据大田示范结果，大豆应用根瘤菌，可以使大豆产量提高10%以上，同时大豆的蛋白质含量提高2%、粗脂肪含量提高1～2%，每亩净收入增加40～50元。

二、技术要点1、选择合适的大豆根瘤菌品种采集大豆生产区的主要土壤类型，进行土壤、根瘤菌匹配试验，筛选活性强、效果好、适应当地土壤和气候的大豆根瘤菌品种。

2、采用适宜的施用方法根据大豆根瘤菌的剂型，固体菌剂采用拌种或造粒后随大豆种子、肥料穴施；液体菌剂采用浸种方式使用。

也可以在种子包衣时加入大豆根瘤菌菌剂，但要注意包衣剂和根瘤菌剂之间应相互匹配，不能因种衣剂药效抑制根瘤菌的活性。

3、合理用量菌剂拌种时每亩用量0.5千克，菌剂造粒后随大豆种子、肥料穴施时每亩用量1～2千克；液体菌剂浸种时用量0.5千克；种子包衣时用量根据包衣剂要求的用量。

大豆根瘤菌是一种活的微生物制剂，在储藏、运输、使用过程中，要避免温度过高或者过低；同时不能与杀菌剂类农药混用。

三、适宜区域和范围在我国的黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古以及黄淮海的大豆主产区，均可广泛使用大豆根瘤菌。

?你能分得清根瘤与虫瘿吗？

你能分得清根瘤与虫瘿吗？这里所说的根瘤是指豆科植物根部常见的由固氮菌引起的瘤状突起；而虫瘿是指由于根结线虫的侵染，在寄主植物根部所形成的一种瘿瘤。

二者的形态有些类似之处，特别是同时出现在豆科植物例如花生、芸豆、大豆、豌豆、苜蓿等作物的根部时初接触者可能难以准确地加以区分。

在此做一简短介绍。

花生根瘤花生根结线虫为害花生1、根瘤是怎么形成的？根瘤菌（Rhizobium）是与豆科植物共生，形成根瘤并固定空气中的氮素提供植物营养的一类杆状细菌，一般包括根瘤菌属和蔓生根瘤菌属；两属都属于根瘤菌目。

豆科植物与根瘤菌土壤中的根瘤菌从豆科植物根毛侵入根内，然后进入皮层，并在皮层内大量繁殖，刺激根部皮层和中柱鞘的某些细胞，引起这些细胞的强烈生长，使细胞数目和体积增大，皮层膨大，向外突出形成根瘤；根瘤菌在根内定居，并在根瘤内成为分枝的多态细胞。

植物供给根瘤菌以矿物养料和能源，而根瘤菌固定大气中游离氮气，将气态氮转变为氨态氮，为植物提供氮素营养，两者在拮抗寄生关系中处于均衡状态而表现出互利互惠的共生现象。

至于根瘤菌为什么可以与豆科植物结瘤固氮等问题，近年中国科学家的研究取得了重要进展，说起来有点复杂，再另找机会为大家介绍。

2、虫瘿是如何形成的？虫瘿是瘿瘤的一种。

而瘿瘤是指在植物体上由于昆虫、线虫等产卵寄生引起的异常发育部分。

多数是由蚜虫、双翅目和蜂类等昆虫在高等植物的地上部形成；而根结线虫、肾线虫等则可以在植物的根部诱导形成瘿瘤，即虫瘿。

由昆虫寄生所形成的瘿瘤，据认为是由于寄生昆虫所产生的物质和侵入引起的伤害促进了细胞的分裂，导致增生和分化异常的结果。

由于寄生昆虫的种类不同，在寄主上产生的虫瘿形状也不同，所以可借此鉴别寄生昆虫的种类，这种鉴别一般称为虫瘿学（cecidology）。

瘿瘤蚜为害樱花叶子我们知道根结线虫是最重要的一类植物寄生线虫，它们最显著的特点就是可以诱导植物根部产生大量的虫瘿。

根结线虫属于土壤栖居微生物，需要寄生在植物根部完成其生活史，这期间存在着线虫与寄主植物的复杂互作。

根瘤菌对植物根系形成的调控研究

根瘤菌对植物根系形成的调控研究植物根系是植物生长发育的重要部分，它扎根于土壤，为植物提供水分和养分的吸收，同时也对植物的稳定性和耐逆性起着重要作用。

而根系发育的调控则是一个复杂的过程，受到外源胁迫和内源信号的影响。

近年来，研究发现，根瘤菌在植物根系形成中起着重要的调控作用。

根瘤菌是一类与豆科植物共生的细菌，它通常通过侵入植物根系内部，与植物形成共生结构——根瘤。

这种共生关系使得植物能够吸收大量的氮，从而提高其生长和发育的能力。

根瘤菌通过根瘤形成过程中的信号交流，与植物根系相互作用，共同调控根系的形成。

研究表明，根瘤菌与植物根系形成的调控主要通过两种方式实现：一种是分泌信号分子，另一种是改变植物根系发育的基因表达。

根瘤菌通过分泌Nod因子（Nod factor），与植物根系中的受体结合，启动一系列的下游信号通路，最终促进根瘤的形成。

Nod因子诱导了植物根毛的卷曲和感染，从而创建了与根瘤菌共生的结构。

此外，根瘤菌还通过改变植物根系中的基因表达，参与调控根系的形成。

研究发现，根瘤菌感染植物根系后，会激活一系列的基因表达，并产生多种信号分子，调控植物根系发育相关基因的表达。

比如，根瘤菌感染后会激活根瘤诱导基因（ENOD）家族的表达，这些基因编码的蛋白质参与了植物根瘤形成的过程。

此外，研究还发现，根瘤菌感染后，部分植物基因表达发生改变，这些基因参与植物根系的生长和发育调控。

根瘤菌对植物根系形成的调控还涉及到植物的生理过程。

研究发现，根瘤菌能够通过改变植物根系的植物激素水平，调节根系的形成。

比如，根瘤菌感染后，会促进植物茎秆中的激素赤霉素的合成，从而促进根系的生长和伸展。

此外，根瘤菌还能够调控植物根系中的氮代谢过程，提高植物对氮的吸收和利用效率。

总结起来，根瘤菌对植物根系形成起着重要的调控作用。

其通过分泌信号分子、改变植物根系基因表达和调节植物激素水平等多种方式，与植物根系相互作用，并最终促进根系的形成。

深入研究根瘤菌对植物根系形成的调控机制，有助于我们更好地理解植物与根际微生物的共生关系，为植物根系生长发育的调控提供理论基础，进而为农业生产和环境保护提供科学依据。

根瘤菌分类系统

根瘤菌的最新分类系统至De Ley(1978)首次采用系统发育关系为基础研究根瘤菌的分类以来，随着数值分类方法、16S rDNA序列分析、DNA/DNA或DNA杂交、RAPD和脂肪酸分析等分子生物学技术在根瘤菌分类中的推广，特别是多相分类技术的应用，使根瘤菌的分类得到了迅猛发展，新属种不断推出。

新的分类系统己不再单纯以宿主植物作研究，而是以生物学和分子生物学性状为基础，采用数值分类方法并考虑到其进化过程中的亲缘关系。

在新的根瘤菌分类系统中，现有的根瘤菌包括64个种，分布在13个属(Weir, 2008)。

这里所谓的根瘤菌仅仅指可以在豆科植物上结瘤固氮的细菌。

其中，大部分根瘤菌(57个种)属于变形菌门(Proteobacteria)-α纲根瘤菌科，分布于根瘤菌属(Rhizobium)，中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium)，中华根瘤菌属(Sinorhizobium)或慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)。

但是近来的研究表明，在变形菌门(Proteobacteria)-α纲以外发现许多其他的根瘤菌，如变形菌门(Proteobacteria)-β纲(7个种)中的伯克霍尔德菌属(Burkholderia)、贪铜菌属(Cupriavidus)和草螺菌属(Herbaspirillum)。

在某些情况下，这些新种很有可能由于共生基因的水平转移而造成的。

该分类系统下。

1. Rhizobium 根瘤菌属R. cellulosilyticum R. daejeonenseR. etli(菜豆根瘤菌) R. galegae(山羊豆根瘤菌)R. gallicum(高卢根瘤菌) R. giardinii(贾氏根瘤菌)R. hainanense(海南根瘤菌) R. huautlense(胡特兰根瘤菌)R. indigoferae(木兰根瘤菌) R. leguminosarum(豌豆根瘤菌) R. loessense(黄土根瘤菌) R. lupiniiR. lusitanum R. mongolense(内蒙古根瘤菌) R. sullae R. tropici(热带根瘤菌)R. yanglingense(杨凌根瘤菌)2. Mesorhizobium中慢生根瘤菌属M. albiziae M. amorphae(紫穗槐中慢生根瘤菌) M. chacoense(查克中慢生根瘤菌) M. ciceri(鹰嘴豆中慢生根瘤菌)M. huakuii(华癸中慢生根瘤菌) M. loti(百脉根中慢生根瘤菌)M. mediterraneum(地中海中慢生根瘤菌) M. plurifarium(广布中慢生根瘤菌) M. septentrionale(北方中慢生根瘤菌) M. temperatum(温带中慢生根瘤菌) M. thiogangeticum M. tianshanense(天山中慢生根瘤菌)3. Sinorhizobium中华根瘤菌属S. adhaerens S. abriS. americanum S. arboris(木本中华根瘤菌)S. fredii(费氏中华根瘤菌) S. indiaenseS. kostiense(柯斯梯中华根瘤菌) S. kummerowiae(鸡野草中华根瘤菌) S. medicae(草木樨中华根瘤菌) S. meliloti(苜蓿中华根瘤菌)S. mexicanus S. morelense(莫雷兰中华根瘤菌) S. saheli(萨赫勒中华根瘤菌) S. terangae(多寄主中华根瘤菌) S. xinjiangense(新疆中华根瘤菌)4. Bradyrhizobium慢生根瘤菌属B. betae B. canariense(坎尔坎慢生根瘤菌)B. denitrificans B. elkanii(埃氏慢生根瘤菌)B. japonicum(大豆慢生根瘤菌) B.liaoningense(辽宁慢生根瘤菌)B. yuanmingense(圆明慢生根瘤菌)5. Azorhizobium固氮根瘤菌属A. caulinodans(田菁固氮根瘤菌) A. doebereinerae6. Methylobacterium甲基杆菌属M. nodulans(结瘤甲基杆菌)7. Devosia德沃斯氏菌属D. neptuniae8. Ochrobactrum 苍白杆菌属O. cytisi O. lupini9. Phyllobacterium叶杆菌属P. trifolii10. Allorhizobium另类根瘤菌属A. undicola11. Burkholderia伯克霍尔德菌属B. caribensis B. dolosa B. mimosarum B. phymatum B. tuberum12. Cupriavidus贪铜菌属C. taiwanensis(台湾贪铜菌)。

根瘤菌分类简述

根瘤菌分类简述根瘤菌是一类与农业生产关系密切的细菌,与豆科植物共生具有很高的固氮效率.根瘤菌分类作为生物固氮和细菌分类两个领域的结合点,具有十分重要的意义.随着根瘤菌资源的不断发现和科学技术的不断发展,根瘤菌分类从以互接种族为依据的传统分类逐步过渡到了以系统发育关系为依据的现代系统分类,特别是近十几年来,生物技术应用于根瘤菌系统发育及其分类的研究进一步促进了根瘤菌资源的开发利用,使得根瘤菌的分类及其系统发育研究有了突破性进展.根瘤菌(root nodule bacteria)是一类广泛分布于土壤中的革兰氏阴性细菌，与豆科植物共生，通过侵染豆科植物根部形成根瘤并固定空气中的氮气供植物营养的一类杆状细菌。

根瘤菌与豆科植物的共生是生物固氮体系中作用最强的体系，所固定的氮约占生物固氮总量的65%。

在农业生产和固氮生态体系中起着极其重要的作用。

已知全世界豆科植物近两万种。

据统计蝶形花亚科的植物98%以上能形成根瘤固氮，含翔草亚科约90%，云实亚科约28%。

根瘤菌分类体系是根瘤菌理论和应用研究的基础，它对于人们研究根瘤菌基本的生态过程，认识根瘤菌与生态系统之间的关系，根瘤菌与其他有关物种的亲缘关系及其自身的演化、系统发育过程，保证根瘤菌资源和生态系统的合理开发与持续利用等具有十分重要的意义。

随着新的根瘤菌资源的不断发现和科学技术的发展，根瘤菌分类从以互接种族为依据的传统分类逐步过渡到了以系统发育关系为依据的现代系统分类。

特别是近十几年来，现代分子生物学技术的迅速发展和广泛应用，使得根瘤菌的分类及其系统发育研究有了突破性进展。

根瘤菌是通过豆科植物根毛、侧根杈口(如花生)或其他部位侵入，形成侵入线，进到根的皮层，刺激宿主皮层细胞分裂，形成根瘤，根瘤菌从侵入线进到根瘤细胞，继续繁殖，根瘤中含有根瘤菌的细胞群构成含菌组织。

根瘤菌进入这些宿主细胞后被一层膜套包围，有些菌在膜套内能继续繁殖，大量增加根瘤内的根瘤菌数，以后停止增殖，成为成熟的类菌体；宿主细胞与根瘤菌共同合成豆血红蛋白，分布在膜套内外，作为氧的载体，调节膜套内外的氧量。

豆科植物与根瘤菌是什么关系

豆科植物和根瘤菌之间存在一种特殊的共生关系。

根瘤菌是一类可以与豆科植物建立共生关系的土壤细菌，主要属于Rhizobia属和Bradyrhizobium属。

这种共生关系的形成是通过根瘤菌和豆科植物根系之间的相互作用来实现的。

当豆科植物的根系与适宜的根瘤菌接触后，根瘤菌会通过根毛进入植物的根内，并在根皮质细胞内形成根瘤。

根瘤是由根瘤菌引起的结构，具有肿大的特点。

在根瘤中，根瘤菌与豆科植物建立起一种特殊的共生关系。

根瘤菌会固氮作用，将空气中的氮转化为植物可利用的氨态氮，为植物提供了足够的氮源满足其发育需要。

同时，根瘤菌也会从植物中获得所需的碳源，满足自身的生长和繁殖。

这种共生关系对豆科植物的生长发育和生态适应具有重要意义。

由于固氮作用的存在，豆科植物不需要依赖于土壤中的氮肥，可以生长在氮贫瘠的土地上。

因此，豆科植物具有较强的适应性和竞争力，在农业和生态系统中具有重要的地位。

此外，豆科植物与不同种类的根瘤菌建立不同的共生关系，这种选择性使得豆科植物能够与各种环境条件下的根瘤菌合作，在不同土壤区域内都能正常生长和发育。

这也是豆科植物能够广泛分布于全球各地的重要原因之一。

根瘤菌

根瘤菌目录•根瘤菌的简介•豌豆根瘤菌•根瘤的形成•结语一、根瘤菌的简介（一）基本特性根瘤菌是一类广泛分布于土壤中的革兰氏阴性细菌。

能够刺激植物根部形成根瘤，呈杆状，大小一般在0.5-0.9umx1.2-6.0um，在不利条件下通B 多形态，一般含有据聚B羟基丁酸盐颗粒，以一根极毛或亚极毛或2-6根周毛运动，少数菌株有纤毛，好氧，无芽孢，根瘤中细菌以多形态（类菌体）出现。

一、根瘤菌的简介（二）培养条件最适温度20-30摄氏度，最适PH6.0-7.0，菌落呈圆形，凸起，半透明和有粘液。

在酵母膏-甘露醇-无机盐琼脂上3-7天后直径可达2-4mm，化能有机异养型，利用各种碳水化合物和有机酸为碳源，不能利用纤维素和淀粉，铵盐、硝酸盐和多数氨基酸作为氮源，有的菌株能以含无维生素的酪素无机盐培养基上生长，利用蛋白胨能力很差，不水解酪素和琼脂。

有的菌株还需要生物素或者其他水溶性维生素。

一、根瘤菌的简介（一）基本信息•拉丁名：Rhizobiumleguminosarum•分类地位：菌物界> 变形菌门> α变形菌纲> 根瘤菌目> 慢生根瘤菌科> 豌豆根瘤菌属•保护级别：未列入•濒危等级：无危•野生驯化：家养/栽培•水生陆生：陆生（二）识别特征化能异养菌;革兰氏染色阴性;生长速度较快,菌落为圆形,半透明,粘稠;利用碳源较为广泛,能利用硝态氮、氨态氮和有机氮为氮源生长;在甘露醇或其它碳水化合物培养基上生长产酸,产生大量胞外多糖粘液。

三、根瘤的形成•根瘤菌释放出能分解根部纤维素的酶以及一种能把根部细胞壁中的纤维粘在一起的物质，然后根瘤菌从独立生活的杆状细胞变成有鞭毛的球状细胞，即游动细胞。

这些细胞能产生使根毛卷曲的生长激素，游动细胞侵入根毛，形成像菌丝一样的网状物，杀死一些根细胞，并在其他细胞中繁殖，随后，游动细胞长成较大的、形状不规则的细胞，即类菌体。

类菌体紧紧黏在根细胞上，聚集起来就形成了根瘤。

优良根瘤菌菌株筛选与鉴定技术研究

优良根瘤菌菌株筛选与鉴定技术研究优良根瘤菌菌株的筛选与鉴定技术研究根瘤菌是一类生活在植物根部与其共生的微生物，它们与植物形成共生关系，能够固氮和供给植物必需的氮营养，提高植物的生长和产量。

因此，筛选和鉴定优良的根瘤菌菌株对于农业生产和生态环境具有重要意义。

本文将重点探讨根瘤菌菌株筛选与鉴定的相关技术。

1. 根瘤菌菌株筛选技术根瘤菌的筛选是通过鉴定植物根瘤中的菌株来进行的，主要包括以下几个步骤：1.1 植物根瘤的采集与分离首先，我们需要在农田或实验室中收集不同植物根瘤样品，包括豆科植物（如大豆、绿豆）和非豆科植物（如黄连木、山东花椒）。

然后，将根瘤样品进行分离，可以通过灭菌的方法将根瘤剪切并悬浮于适宜的培养基中，培养基中包含碳源、氮源、矿质元素等。

1.2 菌株的纯化与培养将分离得到的根瘤菌菌株进行纯化，可以通过菌落转接法、层析法等方法纯化单株。

然后，在合适的培养条件下进行扩培，常用的培养基包括YMA培养基和BMM培养基等。

培养的条件需要控制温度、pH值等因素，以保证菌株的生长。

1.3 菌株的特性筛选在菌株的培养基上观察和筛选菌株的生理和形态特性。

例如，根瘤菌菌株的菌落形状、色素产生、胞外多糖分泌等特性可以通过目测进行初步筛选。

此外，一些生理指标如产生IAA（吲哚-3-乙酸）、溶磷、溶钾等也可以作为筛选指标。

1.4 微生物学特性的鉴定对于分离得到的根瘤菌菌株，可以通过一系列的微生物学鉴定方法进行准确定性。

包括菌落形态观察、生理生化测试、结构鉴定、酶谱分析、抗生素抗性分析等。

这些方法可以帮助我们了解根瘤菌的基本特性，并与已有的参考菌株进行比较。

2. 根瘤菌菌株鉴定技术鉴定根瘤菌的最终目的是确定其分类学和系统学地位置。

鉴定可以根据菌株的形态特征、生理生化特性、分子生物学特性等方面进行。

2.1 形态特征的鉴定根瘤菌菌株的形态特征是鉴定的重要依据之一。

通过观察菌株的菌落形态、菌丝形态、孢子形态等可以对菌株进行初步的鉴定分类。

根瘤菌的概念及分类

根瘤菌的概念及分类根瘤菌是一类与农业生产关系密切的细菌,与豆科植物共生具有很高的固氮效率.根瘤菌分类作为生物固氮和细菌分类两个领域的结合点,具有十分重要的意义.随着根瘤菌资源的不断发现和科学技术的不断发展,根瘤菌分类从以互接种族为依据的传统分类逐步过渡到了以系统发育关系为依据的现代系统分类,特别是近十几年来,生物技术应用于根瘤菌系统发育及其分类的研究进一步促进了根瘤菌资源的开发利用,使得根瘤菌的分类及其系统发育研究有了突破性进展.根瘤菌(root nodule bacteria)是一类广泛分布于土壤中的革兰氏阴性细菌，与豆科植物共生，通过侵染豆科植物根部形成根瘤并固定空气中的氮气供植物营养的一类杆状细菌。

根瘤菌与豆科植物的共生是生物固氮体系中作用最强的体系，所固定的氮约占生物固氮总量的65%。

在农业生产和固氮生态体系中起着极其重要的作用。

已知全世界豆科植物近两万种。

据统计蝶形花亚科的植物98%以上能形成根瘤固氮，含翔草亚科约90%，云实亚科约28%。

随着新的根瘤菌资源的不断发现和科学技术的发展，根瘤菌分类从以互接种族为依据的传统分类逐步过渡到了以系统发育关系为依据的现代系统分类。

特别是近十几年来，现代分子生物学技术的迅速发展和广泛应用，使得根瘤菌的分类及其系统发育研究有了突破性进展。

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。

根瘤菌的系统发育及其分类研究进展

根瘤菌的系统发育及其分类研究进展摘要：根瘤菌系统发育地位的判断在根瘤菌新属种的确认中起重要作用。

其中, 16S rRNA序列分析是关键技术。

然而,新近的研究对采用16S rRNA全序列推测的系统发育关系的准确性提出质疑。

对根瘤菌系统发育研究作一概述并简要描述了正式发表的根瘤菌新属种。

关键词：根瘤菌，系统发育，分类方法根瘤菌是一类与农业生产关系甚为密切的细菌，它们与豆科植物共生具有很高的固氮效率。

根瘤菌的分类因而成为生物固氮和细菌分类学两个领域的结合点，它的发展与这两个领域的发展有着直接的联系。

现代分类技术尤其是分子生物学技术的应用,使根瘤菌分类发展到今天的以系统发育为中心,结合表型特征分析、遗传物质分析的多相分类体系。

1.根瘤菌的系统发育研究根瘤菌在细菌的系统发育体系中位于变形杆菌门(Proteobacteria)中的α-纲[1]。

Woese总结rDNA的研究结果,把所有生物重新划定为古生菌(Archae),真核生物(Eukaryotes)和细菌(Bacteria)三域[2~6]。

16SrDNA全序列已是发表新属、新种时表明新属、种系统发育位置的必须分子指标。

1991年,Y oung J P W等用16S rDNA的部分序列(可变区域)对豌豆根瘤菌(Rhizobium legumi-nosarum)、苜蓿根瘤菌(S.meliloti)、慢生大豆根瘤菌(Bradyrhizobium japonicum)及α-亚纲中的其它菌株进行了系统发育学分析[7]。

Willems A和Collin M D采用16S rDNA全序列分析对慢生大豆根瘤菌(B.japonicum)、豌豆根瘤菌(R.leguminosarum)、热带根瘤菌(Rhizobium tropici)、山羊豆根瘤菌(Rhizobium galegae)、百脉根根瘤菌(Rhizobiumloti)、苜蓿根瘤菌(S.meliloti)、土壤杆菌属(Agrobacterium)以及相关菌株的相似性进行了聚类分析,得到了根瘤菌及相关菌株的系统发育树状图[8,9]。

根瘤

根瘤的形成
根瘤的形成过程大致是这样的：聚集在根毛顶端的根瘤菌分泌一种纤维素酶，这种酶可以将根毛细胞壁溶解掉，随后根瘤菌从根毛尖端侵入根的内部，产生感染丝(即由根瘤菌排列成行，外面包有一层黏液的结构)。根瘤菌不断地进入根毛，并且大量繁殖。在根瘤菌侵入的刺激下，根细胞分泌一种纤维素，将感染丝包围起来，形成一条分枝或不分枝的纤维素鞘，叫做侵入线(图18)。侵入线不断地延伸，直到根的内皮层。根的内皮层处的薄壁细胞，受到根瘤菌分泌物的刺激，产生大量的皮层细胞，从而使该处的组织膨大，最后形成根瘤。最小的根瘤只有米粒般大小，最大的根瘤则有黄豆般大小。根瘤的形态有枣形、姜形、掌形或球形。根瘤中含有红色素(豆血红蛋白)、褐色素和绿色素，所以根瘤呈褐色、灰褐色或红色。
根瘤菌的菌剂，可以购买，也可以自制
下面介绍两种简易的自制方法：
(一)干根瘤法：
当根瘤菌活动和繁殖达到最旺盛的时候(豆科植物处于开花盛期)，选择生长健壮的植株，连根挖起(避免损伤根瘤)，挑选根瘤呈粉红色、个大、数多的植株，剪去枝叶和细根后，挂在通风处阴干备用。也可以在豆类植物收获时进行选留，只是用量应比盛花期留取的要多些。第二年春播时，将根瘤割下，在洁净的瓷罐内捣碎，加上无菌水或冷开水搅匀，就可以进行拌种了。一般每公顷地用75～150株的根瘤就够了。
编辑本段根瘤的作用
根瘤菌的固氮作用是在常温、常压下进行的。根瘤菌的固氮比工业上的固氮所需要的能量少，并且这种能量是来自绿色植物光合作用的产物，也就是说，归根结蒂是来自太阳能。所以，根瘤菌不仅具有固氮效率高、不污染环境等优点，而且具有成本低、收益高的优点。根瘤菌的固氮能力，不仅取决于菌种的品系(实际上，人工培养的一些根瘤菌品系的固氮能力往往比野生品系的固氮能力高几倍)，而且取决于土壤条件和农业措施。增施磷、钾肥料和微量元素肥料(硼肥、铁肥等)，加强对农作物的管理，也是增强根瘤菌固氮效率的重要措施。

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。

植物固氮原理

植物固氮原理
植物固氮是指一些特定的植物通过与根部的细菌共生，将大气中的氮气转化为植物可吸收的氨态氮的过程。

这些细菌一般属于根瘤菌科，能够利用植物根部分泌的物质，如糖分和有机酸，进行固氮作用。

在这个共生关系中，植物为细菌提供了生存和繁殖的条件，如有效的保护、能量和有机物质。

而细菌则为植物提供了免费的氮肥，促进其生长和发育。

植物固氮的原理是通过根瘤菌与植物根部的共生作用，将大气中的氮气转化为氨态氮，然后植物可以利用这些氮化合物来合成蛋白质、核酸等生命活动所需的分子。

因为氮素是植物生长的限制因素之一，所以植物固氮对于植物生长发育至关重要。

不仅仅是根瘤菌科的细菌可以进行固氮作用，其他一些自由生活的细菌也可以利用氮酶将氮气转化为氨态氮。

此外，一些植物还可以通过与非根瘤菌细菌的共生作用，实现固氮过程。

总之，植物固氮原理是通过植物与细菌的共生关系，将大气中的氮气转化为植物可利用的氮化合物，促进植物的生长发育。

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豆科根瘤菌化学公式

豆科根瘤菌化学公式
豆科根瘤菌是一类能够与豆科植物共生的细菌，它们能够在植物根部形成根瘤，并在根瘤内固氮，为植物提供养分。

豆科根瘤菌的主要代表是拉丁名为Rhizobium的细菌属，其中最为常见的是Rhizobium leguminosarum、Rhizobium japonicum和Rhizobium meliloti等。

豆科根瘤菌的化学公式主要是由菌体中的生物大分子构成，其中蛋白质、核酸、多糖等成分较为丰富。

具体来说，豆科根瘤菌的主要化学成分如下：
1.蛋白质：豆科根瘤菌的菌体主要由蛋白质构成，其中包括许多酶类和结构蛋白。

这些蛋白质的分子式可以表示为CnH(2n+2)NO(n≥
1)。

2.核酸：豆科根瘤菌的遗传物质是DNA和RNA，这些分子的分子式可以表示为C5H4N5O和C5H5N5O。

3.多糖：豆科根瘤菌的菌体壁和胞外多糖都是重要的结构成分，它们的分子式较为复杂，一般可以表示为(C6H10O5)n。

总的来说，豆科根瘤菌的化学公式是由这些生物大分子构成的，对于豆科植物的生长和发育具有重要的作用。