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即以研究弗兰克氏菌的分类、功能、分布和应用前景为主要内容的新

发布时间:2019-08-11 23:43 来源:未知 编辑:admin

  第四,利用酶处理打破根瘤菌侵染根毛的障碍。已知根瘤菌对的侵染表现出很强的专一性,即特定的根瘤菌侵染特定的宿主。在玉米、水稻和小麦等作物上的试验结果表明,利用纤维素酶果胶酶处理作物的根部后,其根毛细胞的细胞壁会发生局部破坏,这有助于根瘤菌的侵染和共生结瘤。

  近20年来生物固氮已经成为一个多学科的综合性研究项目,分别在分子、细胞、个体和生态等多层次水平上,从微观到宏观不断地展开着探索性研究。从目前的研究现状来看,试图通过基因工程将nif基因从豆科植物转移到非豆科农作物中难度比较大,在短期内很难实现,而采用细胞工程方法将根瘤菌导入非宿主农作物细胞内则切实可行。除此之外,由于Frankia菌具有对宿主的侵染范围宽、固氮活性比较强和对氧气不敏感等特性,在生物固氮研究中对Frankia菌的研究将更为重要,有可能由此会找到新的突破口。在Frankia菌与农作物之间建立起新的共生固氮体系将具有更大的可能性。这项研究已呈现出新的苗头,值得进一步探索。

  通过对自身固氮生物的nif基因进行分子生物学研究知道,在克氏肺炎杆菌Kp中存在着17~18个nif基因,这些基因都位于其染色体上,其中有固氮酶结构基因nifKDH、调节基因nifAL和固氮酶合成后的加工基因nifB以及其它与电子传递相关的基因。在同一固氮生物的个体中所有nif基因均连锁在一起,其中不存在非nif基因的插入成分;在nif基因群中存在着7个操纵子,其中有6个操纵子具有向同一方向进行转录的功能(Puhler,1984);在nifF基因和nifH基因之间还存在着一段反向阅读框架。

  分析上面的反应式可以看出,分子氮的还原过程是在固氮酶的催化作用下进行的。有三点需要说明:第一,ATP一定要与镁(Mg)结合,形成Mg-ATP复合物后才能起作用;第二,固氮酶具有底物多样性的特点,除了能够催化N2还原成NH3以外,还能催化乙炔还原成乙烯(固氮酶催化乙炔还原成乙烯的化学反应,常被科学家用来测定固氮酶的活性)等;第三,生物固氮过程中实际上还需要黄素氧还蛋白铁氧还蛋白参与,这两种物质作为电子载体能够起到传递电子的作用。

  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。

  共生固氮微生物只有和植物互利共生时,才能固定空气中的分子态氮,共生固氮微生物可以分为两类:一类是与豆科植物互利共生的根瘤菌,以及与桤木属杨梅属沙棘属等非豆科植物共生的弗兰克氏放线菌;另一类是与红萍(又叫做满江红)等水生蕨类植物或罗汉松等裸子植物共生的蓝藻。由蓝藻和某些真菌形成的地衣也属于这一类。

  植物吸收土壤中的铵盐硝酸盐,进而将这些无机氮同化成植物体内的蛋白质等有机氮。动物直接或间接以植物为食物,将植物体内的有机氮同化成动物体内的有机氮。这一过程叫做生物体内有机氮的合成。动植物的遗体、排出物和残落物中的有机氮被微生物分解后形成氨,这一过程叫做氨化作用。在有氧的条件下,土壤中的氨或铵盐在硝化细菌的

  原核微生物,属于自生固氮菌,其代谢类型是异养需氧型。利用的是土壤中的腐殖质,故在生态系统中的成分是分解者。

  在自然界中,有很多原核微生物,包括细菌和放线菌,它们可以在特定条件下把氮气还原为氨,因而被称为固氮微生物。固氮微生物的固氮过程完全是生物和微生物自发进行的,无须提供任何能源和设备,因而它减少了能源的消耗。由于全部固氮过程都是生物活动,无污染物排放,有利于保护生态环境。同时,由于减少和免除了化学氮素的投入,使农产品中硝酸和亚硝酸物质大幅度降低,提高了农产品的品质,减少致癌物质对人类的危害。

  1886年在第59届德国科学家和医生学术讨论会上,德国 http://bilverksteder.com/gudan/60.html

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