豆科植物的根瘤
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。
植物学模拟题库含答案
植物学模拟题库含答案1、豆科植物的根瘤中与根共生的是( )。
A、病毒B、固氮细菌C、真菌D、放线菌答案：B2、下列植物的花属于重瓣花的是（）。
A、棉花B、苹果C、小麦D、玫瑰答案：D3、下列对组织表述正确的是 ( )。
A、周皮和表皮都属于复合组织B、同一类组织一定分布在植物体的同一部位C、薄壁组织属于分化程度较高的一类组织D、导管和纤维都属于分化程度较低的组织答案：A4、下列植物中，其果实的内果皮具有发达的石细胞的是（）。
A、柚子B、葡萄C、樱桃D、番茄答案：C5、成熟胚囊里最大的细胞是（）。
A、卵细胞B、助细胞C、中央细胞D、反足细胞答案：C6、根毛区表皮细胞的主要作用是( )。
A、吸收B、保护C、通气7、花生种子的营养物质主要贮存在( )。
A、种皮B、胚乳C、胚轴D、子叶答案：D8、从百合花部的特征来看其传粉因素可能是（）。
A、蝙蝠B、水C、昆虫D、风答案：C9、顶花先形成，然后在其下方一侧发育出一侧枝，继而侧枝顶端又生一花，其下方再生一侧枝，花轴如此分枝和依次开花，形成的花序称为（）。
A、圆锥花序B、单歧聚伞花序C、二歧聚伞花序D、多歧聚伞花序答案：B10、萼片、花瓣、雄蕊、雌蕊的本质是变态的（）。
A、根B、茎C、叶D、枝条答案：C11、下列细胞器中，( )可以作为其它细胞器（如圆球体、溶酶体）的来源。
A、高尔基体B、液泡C、微体D、内质网答案：D12、与根的向地性生长有关的是根尖的( )。
A、根冠D、成熟区答案：A13、木栓形成层属于( )。
A、保护组织B、薄壁组织C、侧生分生组织D、机械组织答案：C14、禾本科植物小花中的外稃相当于（）。
A、花被B、花萼C、苞片D、花冠答案：C15、对一串红花萼的描述，错误的是（）。
A、花萼联合B、花萼离生C、花萼宿存D、花萼鲜艳答案：B16、植物细胞中的后含物一般不包括( )。
A、贮藏物质B、代谢中间产物C、代谢废物D、原生质答案：D17、被子植物的雌性生殖单位不包括（）。
观察根瘤的实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解根瘤菌与豆科植物共生关系的基本原理。
2. 观察根瘤的形成过程，掌握根瘤的结构和功能。
3. 掌握显微镜的使用方法，提高观察和实验技能。
二、实验原理根瘤菌是一种革兰氏阴性菌，能与豆科植物共生，形成根瘤。
在共生过程中，根瘤菌将空气中的氮气还原为氨，为豆科植物提供氮源，而豆科植物则提供根瘤菌所需的有机物。
本实验通过观察根瘤的形成过程，了解根瘤的结构和功能。
三、实验材料1. 豆科植物幼苗（如大豆、花生等）2. 肥料（如氮肥、磷肥、钾肥等）3. 清水4. 玻片、盖玻片、镊子、剪刀、显微镜、载玻片、酒精、盐酸等四、实验步骤1. 选择健康的豆科植物幼苗，去除多余枝叶，用清水冲洗干净。
2. 将幼苗分为两组，一组施用氮肥，另一组不施用氮肥。
3. 将幼苗放入装有清水的培养皿中，置于光照充足、温度适宜的环境中培养。
4. 观察幼苗生长情况，记录根瘤形成的时间。
5. 待根瘤形成后，用剪刀小心剪下带有根瘤的根段。
6. 将根段放入盐酸中浸泡一段时间，以杀死根瘤菌。
7. 将处理后的根段放入酒精中固定。
8. 取出根段，用镊子撕开根瘤，观察其内部结构。
9. 将撕开的根瘤放在载玻片上，滴加适量的水，盖上盖玻片。
10. 将载玻片放在显微镜下观察，记录根瘤的结构和功能。
五、实验结果与分析1. 实验结果显示，施用氮肥的豆科植物幼苗根瘤形成时间比不施用氮肥的幼苗提前。
2. 通过显微镜观察，根瘤内部含有大量的根瘤菌和豆科植物细胞。
根瘤菌细胞呈球状，直径约为1-2微米。
豆科植物细胞呈多边形，细胞质丰富，细胞核明显。
3. 根瘤菌细胞壁较厚，含有大量的蛋白质，能够有效地固定氮气。
豆科植物细胞则通过光合作用合成有机物，为根瘤菌提供营养。
4. 根瘤的形成过程如下：（1）根瘤菌从土壤中侵入豆科植物根尖细胞；（2）根瘤菌在根尖细胞内大量繁殖，形成根瘤；（3）根瘤菌将空气中的氮气还原为氨，为豆科植物提供氮源；（4）豆科植物通过光合作用合成有机物，为根瘤菌提供营养。
?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。
豆科植物根瘤根瘤细菌的形态观察及其分离
（1）将根瘤夹破，用破开那一面划线3条。
（2）将接种环灭菌，从（1）划线3条。
（3）将接种环灭菌，从（2）划线3条。
（4）将接种环灭菌，从（3）划线3条。
4、倒置28~300C培养2-4天，观察结果。 5、观察菌落形态，选取典型菌落进行涂
片，革兰氏染色，油镜下观察并绘图。
（二）根瘤中类菌体的观察
4、75%酒精、0.1%升汞液瘤细菌的分离。
（二）根瘤中类菌体的观察。
（一）根瘤细菌的分离
1、取已融化的根瘤菌培养基以无菌操作制成平 板。 2、用清水洗净泥土，用剪刀剪下呈粉红色的根 瘤1-2个，剪时稍带一段根，以免损伤根瘤。 3、将根瘤浸泡在75%酒精的无菌培养皿中， 5min后，用镊子将根瘤转入盛有0.1%升汞 （HgCl2）溶液的无菌培养皿中浸泡5min，用 无菌水洗3次，用无菌镊子将根瘤至于平板琼 脂上，按下列方法划线。
实验二 豆科植物根瘤、根瘤
细菌的形态观察及其分离
一、目的要求
1、观察豆科植物的根瘤和根瘤细 菌的形态。 2、掌握从根瘤中分离根瘤细菌的 方法及培养的方法
二、实验材料
1、豆科植物新鲜标本数株。 2、加入结晶紫的根瘤菌培养基（10mL）。
3、无菌培养皿、接种环、无菌水、手术剪、 无菌玻棒、载玻片、镊子、酒精灯、显微 镜、香柏油、擦镜纸。
简述豆科植物的主要特征
简述豆科植物的主要特征
豆科植物是一类重要的植物，通常是草本或灌木，也有少数树木。
其主要特征包括以下几个方面：
1. 叶子：豆科植物的叶子通常是复叶或羽状复叶，由多个小叶组成，在干燥的环境中可以折叠起来降低水分流失。
2. 花朵：豆科植物的花朵通常是两性花，具有蝶形花冠，通常有5个花瓣，其中最上面的花瓣比其他的要大，而其他4个花瓣之间呈现出一个船形的结构。
3. 根瘤：豆科植物的根部常常形成根瘤，这是一种与根系共生的细菌，能够将空气中的氮气转化为植物可利用的氮素，因此豆科植物是重要的氮素源。
4. 果实：豆科植物的果实通常是豆荚，内含有多粒种子。
豆荚通常具有两个瓣，可以自然裂开，使种子散布。
5. 经济价值：豆科植物具有重要的经济价值，包括食用、饲料、药用和工业用途等。
豆类作物如大豆、绿豆、花生等是人类的重要食物，而豆粕、豆渣等则是重要的饲料原料。
此外，豆科植物的一些成分还具有药用价值，如黄豆异黄酮、红豆花甙等。
- 1 -。
豆科植物中根瘤菌共生作用的研究
豆科植物中根瘤菌共生作用的研究豆科植物和根瘤菌之间的共生作用已经被广泛研究了数十年。
该共生作用的核心是由根瘤菌在豆科植物根部形成根瘤，并且在根瘤中孔隙中注入固氮菌株，进而增强了植物的生长和生产力。
在这个共生过程中，豆科植物根瘤菌之间通过一系列分子交互进行信号交流。
这些交互影响了根瘤的发展和生物固氮过程。
在这篇文章中，我们将探讨豆科植物根瘤菌共生作用的研究进展，以及未来研究的发展方向。
根瘤的发展根瘤的发展涉及许多分子信号交互过程。
这些信号可以是根瘤形成的感染信号，可以是植物激素，也可以是根瘤菌产生的信号。
其中最重要的信号是豆科植物中的根瘤草酸。
根瘤草酸激活了根瘤菌的NodD激活子，导致其产生信号分子，从而启动根瘤的发展。
科学家已经探索了NodD激活子的分子机制，但仍需要进一步研究。
科学家建立了具有不同NodD活性的转基因株，以研究NodD对根瘤发展的影响。
除了NodD激活子之外，其他蛋白质信号分子也参与了根瘤的发展过程。
其中，Rip1蛋白在豌豆的根瘤发展中具有重要作用，是根瘤菌的关键信号蛋白。
另一个名为SYMRK的蛋白质也在根瘤菌共生过程中起着重要作用。
它的表达调控了豆科植物感染根瘤菌的关键时刻。
固氮作用在根瘤中，根瘤菌的菌株产生固氮酶。
这些酶负责将大气中的氮气转化为豆科植物所需的氮化物，使植物能够合成氨基酸和DNA等重要分子。
固氮作用对农业生产具有重要意义，因为它能够降低氮肥使用量，并减少对环境的影响。
在根瘤中，根瘤菌的菌株通过Rhizobium-legume相互作用，增强其固氮能力。
该过程主要是通过Rhizobium菌株透过根毛侵入豆科植物细胞。
Rhizobium会释放大量有助于感染豆科植物的信号分子。
根瘤菌和豆科植物细胞之间的接触导致Rhizobium产生大量的外泌栓和细胞外多聚物，从而对 rhizobial -legume 相互作用的结果产生重要影响。
固氮系统的研究通常集中在根瘤菌的转录组和代谢组成的研究上。
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。
豆科植物根瘤菌有固氮作用原理
豆科植物根瘤菌有固氮作用原理豆科植物根瘤菌是一种与豆科植物共生的微生物。
它们生活在豆科植物的根部内，形成根瘤结构。
这种关系是一种共生关系，被称为根瘤固氮共生系统。
在这种共生系统中，植物为细菌提供生存空间和碳源，而细菌则能固定大气中的氮气，将其转化为植物可吸收的形式。
这对于植物的生长和发育来说非常重要，因为氮是植物生长的关键元素之一。
根瘤固氮过程的原理主要包括以下几个步骤：1. 植物根泌露出物质吸引细菌：豆科植物的根部会释放一些有机物质，吸引根瘤菌前来共生。
这些有机物质包括胺基酸、碳水化合物等，为细菌提供生存条件。
2. 细菌感应形成根瘤：一旦根瘤菌进入植物的根部，它会受到植物根部抗体生物识别的刺激。
这种识别会导致细菌进入根部的细胞内，并转变为具有自我营养功能的叶状细胞，最终形成根瘤。
3. 根瘤菌固氮：在根瘤内，根瘤菌会通过轴突将氮酶转移到植被的细胞质膜中，该酶能将大气中的氮气转化为氨。
这个过程需要能源和碳源，这些都是由植物提供的。
4. 细菌释放氨：氨是根瘤菌固氮的产物，它会被释放到植物的根瘤中，并被植物的根吸收。
植物会将氨进一步转化为氮化合物，如氨基酸和蛋白质。
通过这些步骤，根瘤菌能够将大气中的氮气转化为植物可吸收的形式，从而满足植物生长发育所需的氮源需求。
这种共生系统对于土壤氮循环和生态系统的稳定性都起着重要作用。
值得注意的是，在根瘤固氮共生系统中，根瘤菌和植物之间有非常紧密的互动关系。
植物为根瘤菌提供生存空间和能量，而根瘤菌则为植物提供氮源，实现了双方共生的目的。
这种共生关系不仅促进了植物的生长和发育，还有助于土壤氮循环和生态系统的稳定。
因此，根瘤固氮共生系统被认为是一种非常重要的生态现象，对土壤健康和植物生态系统的平衡具有重要意义。
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。
豆科植物与根瘤菌-完整版PPT课件
上方图展示的是未经 处理的火炬松的根系， 下方图展示的是拌过 根瘤菌的火炬松的根 系，这种根系有利于 矿质元素及水的高效 吸收。
5
优质牧草苜蓿 也是豆科植物， 其根部的固氮 菌能将空气中 的氮转变为含 氮的养料。
退 出6
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
豆科植物与根瘤菌
1
豆科植物的根瘤（内含根瘤菌）
2
大豆的根瘤
豆科植物与根瘤菌之间有着密切的互利共生关系。 植物体供给根瘤菌有机养料，根瘤菌则将空气中的 氮转变为含氮的养料，供植物体利用。
3
豌豆的根瘤
根瘤菌的形态 （根瘤菌呈棒槌形，“T” 形或“Y”形，是一类需 氧的异养细菌，不同的根 瘤菌，各自只能侵入特定 种类的豆科植物。）
豆科植物根瘤根瘤细菌的形态观察及其分离
豆科植物根瘤根瘤细菌的形态观察及其分离首先我们需要收集豆科植物的根瘤样品。
根瘤样品可以在有根瘤的植株上直接采集，或者从田间土壤中收集根瘤样品。
收集根瘤样品后，需要进行初步处理，将根瘤从植物根部分离出来。
可以用刀片小心地将根瘤切割出来，或者将整个根部与根瘤一起取下，随后用镊子将根瘤与根部分离。
分离出的根瘤细菌需要进行形态观察。
将分离出的根瘤样品均匀涂布在含有富集培养基的琼脂平板上。
富集培养基通常是一种富含营养物质的培养基，可以促进根瘤细菌的生长。
将琼脂平板置于恒温箱中，在适当的温度下培养一定时间，观察根瘤细菌的生长情况。
根瘤细菌的形态观察需要使用显微镜。
将根瘤细菌的培养物取出少量放在玻片上，并加入一滴脱色液。
用微量移液器将脱色液和细菌混合均匀，然后用载片将混合物涂在玻片上。
将玻片放在显微镜下观察细菌的形态特征，比如大小、形状、颜色等。
根瘤细菌的形态特征具有一定的多样性。
常见的根瘤细菌有球形、杆状和菌丝状等形态。
球形的根瘤细菌一般直径在0.5-1.5微米之间，杆状的根瘤细菌较为细长，一般长度为2-3微米，直径约为0.3-0.5微米。
菌丝状的根瘤细菌则具有分枝的特点，形状类似于真菌的菌丝。
根瘤细菌的颜色可以根据不同的染色方法进行观察。
一般可以使用常规的染色方法，比如革兰氏染色和分泌染色等。
革兰氏染色是一种常见的细菌染色方法，通过染色剂的作用可以使细菌的形态特征更加清晰可见。
分泌染色则是通过染色剂与细菌的分泌物反应，从而呈现出特定的颜色。
通过形态观察可以初步了解根瘤细菌的特征，但是为了进一步研究根瘤细菌的特性，还需要进行分离实验。
根瘤细菌的分离可以通过传代培养的方法。
将根瘤细菌接种到含有富集培养基的试管中，适当摇晃培养基，使根瘤细菌均匀分散。
培养一段时间后，再次从培养基中取出一部分分离根瘤细菌进行下一轮的培养。
经过多次传代培养后，可以得到纯种的根瘤细菌。
综上所述，豆科植物根瘤和根瘤细菌的形态观察及其分离是一项重要的实验工作。
豆科植物的根瘤
豆科植物的根瘤空气中存在着大量的分子态氮，它们约占空气成分的80％。
估计在整个大气层中，约有4000万亿吨的分子态氮。
然而，绝大多数的植物只能从土壤中吸收结合态氮，用来合成自身的含氮化合物（如蛋白质等）。
土壤中的含氮化合物，不是土壤本身固有的，而是在生物活动过程中逐渐积累起来的，其中很大一部分来自微生物的生物固氮。
据估计，地球表面上每年生物固氮的总量约为1亿吨，其中豆科植物体内根瘤菌的固氮量约为5 500万吨，占生物固氮总量的55％左右。
我国的劳动人民很早就知道豆类植物具有肥田的作用。
例如，公元前一世纪的《氾（f2n）胜之书》中就谈到了瓜类与豆类的间作；公元五世纪的《齐民要术》中就指出了豆类与谷类套作轮栽的好处。
科学研究证明，每公顷大豆在其一生中能够固定氮素102千克（折合成硫酸铵是510千克）。
我国南方的水稻田中种植的绿肥作物紫云英（又叫红花草），每公顷可以收获鲜草22 500千克左右，其中含氮素112.5千克（折合成硫酸铵是525千克）。
因此，我们可以把豆科植物的根瘤比喻成巧妙的生物固氮工厂。
科学研究证明，纯培养的根瘤菌能够单独固氮，但是它的固氮能力是很微弱的。
根瘤菌必须在进入豆科植物的根中并形成根瘤以后，才能大量地固定空气中的氮。
这就是说，分子态氮必须经过根瘤菌体内固氮酶的催化作用才能转化成氨和氨的化合物。
根瘤茵一方面将这些结合态氮供给豆科植物吸收利用，另一方面又从豆科植物的体内吸取碳水化合物和无机盐。
根瘤菌属里面有十几种根瘤菌，这些种根瘤菌与豆科植物的共生关系是比较特殊的。
这就是说，并不是任何一种根瘤菌遇到任何一种豆科植物的根都能够侵入并且形成根瘤的。
例如，豌豆的根瘤菌只能在豌豆、蚕豆等植物体的根上形成根瘤；大豆的根瘤菌只能在大豆根中形成根瘤，而不能在豌豆、芷蓿的根中形成根瘤。
一种根瘤菌与对应的一种或几种豆科植物之间的这种关系叫做“互接种族”关系。
属于同一互接种族的豆科植物，可以相互利用对方的根瘤菌而形成根瘤，反之则不能。
豆科植物根瘤菌生态学研究与应用
豆科植物根瘤菌生态学研究与应用豆科植物是农业上非常重要的植物，但其生长需要一种特殊的方式——它需要与一种叫做根瘤菌的微生物共生生长。
根瘤菌能够利用豆科植物的根系，在根部形成转化后的块根——即根瘤。
在这些根瘤中，根瘤菌通过与豆科植物的互利共生作用，将氮气转化为植物可以利用的氨基酸和其他氮化合物，为豆科植物的生长提供了重要的营养物质。
豆科植物根瘤菌的性状及其分类豆科植物根瘤菌是一类能够与豆科植物共生的细菌，包括α-、β-、γ-和δ-根瘤菌等。
它们具有一些特殊的性状，如菌株会在豆科植物的根部形成根瘤，瘤内能与豆科植物共生，以及瘤内含有含氮养分，对豆科植物固氮。
相关的研究表明，不同的根瘤菌在菌株特性、植物宿主选择和生物活性等方面存在较大的差异。
近些年来，对豆科植物根瘤菌的分类及其生物活性的研究非常活跃。
研究人员通过对豆科植物根瘤中的菌株进行分类，并探究其菌株特性和生物活性等方面的差异，努力寻求最优的办法来促进它们的生长和利用。
豆科植物根瘤菌的生态学研究豆科植物根瘤菌的研究领域不仅包括其分类和特征，还有其生态学研究。
生态学是一门综合性学科，在研究生物与环境之间的相互关系、交互作用和适应性等方面发挥着重要的作用。
豆科植物根瘤菌在生态学研究中具有重要的对研究生态系统有重要的意义。
豆科植物根瘤菌与豆科植物具有重要的生态学意义。
由于豆科植物根瘤菌能够将氮气转化为可利用的氨基酸和其他氮化合物，可促进豆科植物的生长营养，从而提高豆科植物在生态系统中的作用。
过去的研究表明，豆科植物根瘤菌的不同菌株对不同豆科植物的适应性有所不同。
这提示研究人员，在应用豆科植物根瘤菌进行生态改良时，需针对特定豆科植物选择最优的菌株，才能使豆科植物充分利用根瘤菌的有益作用。
豆科植物根瘤菌在农业上的应用对于农业生产而言，应用豆科植物根瘤菌不但可以提高豆科植物的生长，同时还能使土壤更加肥沃，从而促进作物的生长发育。
近年来，有越来越多的人把豆科植物根瘤菌应用于农业中。
豆科植物根瘤菌的固氮原理
豆科植物根瘤菌的固氮原理
豆科植物根瘤菌固氮原理是指豆科植物与根瘤菌共生，根瘤菌能够将大气中的氮气转化为植物可利用的氮源。
根瘤菌通过一种叫做鞭毛原肽（Nod因子）的分泌物引起了豆科植物根系突起菌根，根瘤菌进入植物根部后，在植物的根皮层形成一个被称为根瘤的结构。
根瘤起到一个保护根瘤菌的作用，而根瘤菌能为植物提供固氮作用。
固氮过程中，根瘤菌中的一种酶叫做固氮酶能够将空气中的氮气转化为植物可利用的氨，这个过程称为固氮反应。
固氮酶包括两个亚基，一个叫做铁蛋白亚基，能够与氧气发生反应，另一个叫做铁-硫蛋白亚基，能够与氮气发生反应。
在豆科植物根瘤中，铁蛋白亚基中的铁元素起到了催化固氮反应的作用。
植物根瘤菌的固氮作用可以提供植物所需的氮源，使植物能够生长和繁殖。
豆科植物和根瘤菌共生的关系是一种互利共生关系，植物提供根瘤菌所需的碳源，而根瘤菌通过固氮作用为植物提供氮素。
这种共生关系在农业生产中起到了重要的作用，可以减少对化肥的依赖，提高土壤的肥力。
豆科植物固氮原理
豆科植物固氮原理豆科植物是一类重要的固氮植物，其拥有特殊的能力将空气中的氮气转化为植物可以吸收和利用的氨氮。
这种固氮过程是通过与共生微生物根瘤菌（Rhizobium）的共生关系来实现的。
以下将详细介绍豆科植物固氮原理。
1. 根瘤的形成：根瘤菌是一类可以与豆科植物共生的细菌，在土壤中广泛存在。
当豆科植物的根部与根瘤菌接触时，根瘤菌会侵入植物的根部，并在根皮层中形成小肿块，即根瘤。
根瘤通过植物和根瘤菌的信号分子的相互作用来实现，植物会释放出一种叫做视黄醇的信号物质，而根瘤菌则会释放出纤毛素（Nod factor）进一步诱导根瘤的形成。
3. 固氮作用：固氮酶是根瘤菌合成的一个复杂酶，它由铁蛋白（Fe protein）和钒铁蛋白（MoFe protein）组成。
其中钒铁蛋白是氮酶的活性部分，可以将氮气转化为氨氮。
这个转化过程需要高能量供应，因为氮气分子的三键是相当强的。
固氮酶的反应需要豆科植物为根瘤提供能量，通常是通过光合作用产生的葡萄糖。
4. 氨氮的吸收和利用：固氮酶在氮ase释放出氨氮之后，豆科植物的根系通过氨根转运蛋白（ammonium transporter）将氨氮转运至植物细胞。
在植物细胞内部，氨被谷胱苷酸合成酶（glutamine synthetase）和谷氨酰胺合成酶（glutamate synthase）进一步转化为氨基酸和其他有机氮化合物。
这些有机氮化合物可用于植物的生长和发育。
总之，豆科植物固氮的原理是通过与根瘤菌的共生关系，根瘤菌中的固氮酶可以将氮气转化为植物可利用的氨氮。
这种共生关系对于豆科植物的生长和发育具有重要的意义，同时也有助于土壤氮素的循环和维持生态系统的平衡。
豆科植物根瘤菌固氮原理
豆科植物根瘤菌固氮原理
豆科植物根瘤菌是一类与豆科植物共生的细菌，其尤其在豆科作
物种植中广泛应用。
这些植物所处的土壤中通常有氮元素的不足，因
此它们通过共生根瘤菌来进行固氮作用，以满足其氮素需求。
根瘤菌与豆科植物共同生活，它们通过在植物根部形成小的瘤状
物来建立互惠共生关系。
而这些瘤状物的形成是由根瘤菌与宿主植物
根系间复杂的信号传递机制进行调控的。
根瘤菌内部含有一种名为氮
酶的特殊酶，氮酶是能够将空气中的氮气还原为氨的酶。
对于豆科植
物来说，通过根瘤菌的生长，氮酶的含量也得到大幅增加，因此根瘤
菌能够将大量的空气中氮气固定在植物体内。
固氮是一种能量消耗极高的生化反应，根瘤菌在此过程中需要消
耗大量的能量来完成空气中氮气的还原工作。
因此，根瘤菌在这样一
种互惠共生关系中获得利益，它们能够从植物体内获得需要的有机营
养物质和生存环境。
总之，豆科植物根瘤菌与豆科植物的共生关系建立在一种互惠共
赢的基础上。
通过信号物质的交换和复杂的生化反应，根瘤菌能够为
豆科植物提供固氮的服务，而植物也通过提供足够的成分和环境条件，使根瘤菌得以生长繁殖。
这种稳定的互惠共生关系，不仅在自然界中
普遍存在，也被广泛应用于豆科农业发展中。
豆科植物根瘤菌抗氧保护机制
豆科植物根瘤菌抗氧保护机制一、引言豆科植物与根瘤菌之间的共生关系是一种重要的生物学现象。
根瘤菌能够与豆科植物根部形成根瘤，通过固氮作用将空气中的氮转化为植物可利用的氮源。
在这个共生过程中，根瘤菌需要面对氧化应激的挑战。
本文将探讨豆科植物根瘤菌抗氧保护机制的相关研究进展。
二、豆科植物根瘤菌的氧化应激1. 根瘤菌的生活环境根瘤菌生活在土壤中，土壤中存在丰富的氧分子。
氧分子在一系列生化反应中参与电子传递过程，产生活性氧（ROS），如超氧阴离子（O2-）、过氧化氢（H2O2）和羟基自由基（OH）等。
这些ROS对根瘤菌的生存和代谢活动产生负面影响。
2. 根瘤菌的抗氧化酶系统根瘤菌通过抗氧化酶系统来应对氧化应激。
该系统包括超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和谷胱甘肽还原酶（GR）。
SOD能够将超氧阴离子转化为过氧化氢，CAT 则能够将过氧化氢分解为水和氧气，而GR则能够还原氧化的谷胱甘肽（GSSG）为还原的谷胱甘肽（GSH）。
这些酶能够帮助根瘤菌中和ROS，维持细胞内的氧化还原平衡。
三、豆科植物根瘤菌抗氧保护机制的研究进展1. 抗氧化酶系统的研究研究发现，根瘤菌中的抗氧化酶系统在氧化应激条件下会被激活。
例如，一项研究发现，根瘤菌Rhizobium leguminosarum bv. viciae在接触到H2O2后，其SOD、CAT和GR的活性均显著增加。
这表明根瘤菌能够通过增加抗氧化酶的活性来应对氧化应激。
2. 抗氧化代谢产物的研究除了抗氧化酶系统外，根瘤菌还能够产生一些抗氧化代谢产物来保护自身。
例如，一些根瘤菌能够合成多糖类物质，如胞外多糖和胞内多糖。
这些多糖类物质具有较强的抗氧化活性，能够中和ROS，保护细胞免受氧化应激的伤害。
3. 基因调控的研究根瘤菌在面对氧化应激时，通过基因调控来调节抗氧化酶的表达。
例如，研究发现，根瘤菌Sinorhizobium meliloti在接触到H2O2后，会通过转录因子OxyR来调控SOD和CAT的表达。
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在豆科植物的根瘤内共生的细菌，它们能够通过与植物根部的共生关系来固氮，并将氮转化为植物可利用的形式。
豆科根瘤菌的化学公式可以由其代表性菌株，白三叶根瘤菌（Sinorhizobium meliloti）来代表。
在这里，我将为您详细介绍白三叶根瘤菌的化学组成和生物活性，希望能够帮助您了解豆科根瘤菌的化学公式。
白三叶根瘤菌属于革兰氏阴性菌，属于α-变形菌门（Alphaproteobacteria）。
其细胞壁主要由多糖构成，包括葡聚糖、异黄酮糖苷、麦芽糖胶等。
这些成分不仅可以提供细菌的结构支持，还能够与植物根部进行特异性的黏附。
除了细胞壁，白三叶根瘤菌的细胞内还存在许多重要的化学成分，其中最重要的是豆瘤菌素（Nod factors）。
豆瘤菌素是豆科根瘤菌通过分泌的一类低分子化合物，它们能够与豆科植物根部的识别受体结合，从而诱导植物根瘤形成。
豆瘤菌素的化学结构较为复杂，其化学公式可表示为C42H70N10O16P2，其中含有多个糖基、磷酸基和乳酸基。
这些化学成分在豆瘤菌素的作用下能够诱导植物根部产生特殊的“毛突”，并促进根瘤的形成。
除了豆瘤菌素，白三叶根瘤菌还能够分泌一类叫做胱抑素（siderophore）的化合物，帮助细菌在缺乏铁离子的环境中生存。
胱抑素的化学结构较为复杂，可以由不同的菌株分泌不同类型的胱抑素。
一种常见的胱抑素是脑氨肽（Rhizobactin），它的化学公式为C26H37N7O11、胱抑素通过与铁离子形成络合物，防止铁离子被周围的环境所吸收，从而提供给细菌生存所需的铁元素。
此外，白三叶根瘤菌还能够合成一系列酶来分解植物根部中的多糖物质。
这些酶包括纤维素酶、半纤维素酶、木聚糖酶等，它们能够将这些复杂的多糖降解为较简单的单糖，并提供给细菌进行能量代谢和生长。
总结起来，白三叶根瘤菌的化学公式并不单一，它们是由多种化合物组成的。
其中最重要的是豆瘤菌素和胱抑素，它们在豆科根瘤菌与植物根部的共生关系中起着重要的作用。
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豆科植物的根瘤
空气中存在着大量的分子态氮，它们约占空气成分的80％。
估计在整个大气层中，约有4000万亿吨的分子态氮。
然而，绝大多数的植物只能从土壤中吸收结合态氮，用来合成自身的含氮化合物（如蛋白质等）。
土壤中的含氮化合物，不是土壤本身固有的，而是在生物活动过程中逐渐积累起来的，其中很大一部分来自微生物的生物固氮。
据估计，地球表面上每年生物固氮的总量约为1亿吨，其中豆科植物体内根瘤菌的固氮量约为5 500万吨，占生物固氮总量的55％左右。
我国的劳动人民很早就知道豆类植物具有肥田的作用。
例如，公元前一世纪的《氾（f2n）胜之书》中就谈到了瓜类与豆类的间作；公元五世纪的《齐民要术》中就指出了豆类与谷类套作轮栽的好处。
科学研究证明，每公顷大豆在其一生中能够固定氮素102千克（折合成硫酸铵是510千克）。
我国南方的水稻田中种植的绿肥作物紫云英（又叫红花草），每公顷可以收获鲜草22 500千克左右，其中含氮素112.5千克（折合成硫酸铵是525千克）。
因此，我们可以把豆科植物的根瘤比喻成巧妙的生物固氮工厂。
科学研究证明，纯培养的根瘤菌能够单独固氮，但是它的固氮能力是很微弱的。
根瘤菌必须在进入豆科植物的根中并形成根瘤以后，才能大量地固定空气中的氮。
这就是说，分子态氮必须经过根瘤菌体内固氮酶的催化作用才能转化成氨和氨的化合物。
根瘤茵一方面将这些结合态氮供给豆科植物吸收利用，另一方面又从豆科植物的体内吸取碳水化合物和无机盐。
根瘤菌属里面有十几种根瘤菌，这些种根瘤菌与豆科植物的共生关系是比较特殊的。
这就是说，并不是任何一种根瘤菌遇到任何一种豆科植物的根都能够侵入并且形成根瘤的。
例如，豌豆的根瘤菌只能在豌豆、蚕豆等植物体的根上形成根瘤；大豆的根瘤菌只能在大豆根中形成根瘤，而不能在豌豆、芷蓿的根中形成根瘤。
一种根瘤菌与对应的一种或几种豆科植物之间的这种关系叫做“互接种族”关系。
属于同一互接种族的豆科植物，可以相互利用对方的根瘤菌而形成根瘤，反之则不能。
互接种族的原因在于豆科植物的根毛能够分泌一类特殊的蛋白质，根瘤菌细胞的表面存在有多糖化合物，蛋白质与多糖化合物的结合具有选择的专一性。
根瘤的形成过程是这样的：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，外面包有一层粘液的结构）。
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。
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，而且这种能量是来自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。
（二）鲜根瘤法：预先在苗圃中培养根瘤菌生长旺盛的豆类植株。
大田播种时，从苗圃内的豆类植株上选取个大、颜色呈粉红色的新鲜根瘤，把根瘤捣碎后进行拌种。
此法只需少量根瘤（每公顷地一般用75～150个），就能达到增产的目的。
值得注意的是：1．根瘤菌不仅对不同种的豆科植物具有选择性，而且对同种内不同品种的豆科植物也具有一定的选择性。
如果接种接错了，就没有增产效果。
2．太阳光中的紫外线，能够杀死根瘤菌，所以，根瘤菌剂、干鲜根瘤以及拌好的种子，一定要放在阴凉处，避免阳光直射。
3．拌种要均匀，不要擦破种皮。
4．拌种时，每公顷豆种如果再拌入75～150克的钼酸铵，增产效果会更好。
5．多年种植某种豆科植物的土壤，如果继续种植这种豆科植物，也应该年年接种根瘤菌。
这是因为土壤中原有根瘤菌的结瘤能力往往下降，即使能够结瘤，固氮效率也很低。
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。