微生物学课程论文--根瘤菌与大豆的共生关系

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。

根瘤菌菌剂在有机农业中的应用案例分析摘要：有机农业作为一种环保、可持续的农业生产方式，受到越来越多农民和消费者的青睐。

根瘤菌菌剂作为一种有机农业中的生物农药，广泛应用于农作物的生长与发育过程中，能够帮助提高农作物的产量和品质。

本文通过分析多个根瘤菌菌剂在不同农作物上的应用案例，探讨其在有机农业中的作用及影响。

第一部分：根瘤菌菌剂的简介根瘤菌（Rhizobium）是土壤中一种共生菌，与豆科植物建立共生关系，并能形成瘤，通过瘤与植物根部进行物质交换，为植物提供固氮子。

根瘤菌菌剂则是采用根瘤菌培养液经过杀菌处理和干燥制成的一种生物农药，通常以悬浮剂或粉末的形式供应。

根瘤菌菌剂广泛应用于有机农业中，能够促进植物生长，提高植物根系的吸收能力，并具有抗逆性能。

第二部分：根瘤菌菌剂在大豆种植中的应用案例分析根瘤菌菌剂在大豆种植中的应用案例具有重要的参考价值。

通过在一片有机大豆田中施用根瘤菌菌剂，并与常规农药进行对比观察，发现使用根瘤菌菌剂的大豆植株根系更发达、瘤结更多，植株生长情况更好。

同时，根瘤菌菌剂能够促进大豆根系中的固氮子数量增加，提高了大豆的产量。

此外，根瘤菌菌剂在抗逆性方面也展现出优势，在干旱和盐碱环境下，与对照组相比，使用根瘤菌菌剂的大豆植株受到的伤害程度更小，生长更为健壮。

第三部分：根瘤菌菌剂在蔬菜种植中的应用案例分析根瘤菌菌剂在蔬菜种植中的应用也取得了显著效果。

在一块有机蔬菜地区，研究人员进行了甘蓝和黄瓜两种作物的试验。

结果显示，使用根瘤菌菌剂的甘蓝和黄瓜植株相较于对照组具有更好的生长状态和较高的产量。

根瘤菌菌剂促进了植物根系的发育，提高了营养吸收能力，从而增加了植物的生长速度和产量。

此外，根瘤菌菌剂还通过增强植物对病害的抵抗能力，减少了植物患病率，提高了蔬菜的质量和市场竞争力。

第四部分：根瘤菌菌剂在水稻种植中的应用案例分析根瘤菌菌剂不仅在豆类和蔬菜类作物上有良好的应用效果，在水稻种植中也显示出潜力。

微生物与植物共生关系微生物与植物之间的共生关系是一种互利共生的相互作用，微生物可以为植物提供营养物质和保护，而植物则为微生物提供生存环境。

这种共生关系有助于提高植物的生长和适应环境的能力，并对生态系统的稳定性起到重要作用。

一、根瘤菌与豆科植物根瘤菌与豆科植物之间形成的共生关系是一个典型的例子。

根瘤菌通过侵入植物根系中的根瘤细胞，并形成块状结构，这种结构称为根瘤。

根瘤菌在根瘤内与植物共生，从而使植物能够吸收大气中的氮气，并将其转化为可供植物利用的氨态氮，促进植物生长。

而植物则为根瘤菌提供所需的能量和营养物质。

二、蓝绿藻与蕨类植物蓝绿藻与蕨类植物之间的共生关系也是一种重要的共生关系。

蓝绿藻寄生在蕨类植物的叶片表面或体内。

蓝绿藻通过光合作用产生的氧气为蕨类植物提供养分，并帮助它们进行光合作用。

而蕨类植物则为蓝绿藻提供所需的养分和生存的环境，形成一种共生共赢的关系。

三、菌根与绝大多数植物菌根是一种由真菌和植物根系组成的结构，真菌寄生在植物的根系中。

植物通过菌根与真菌共生可以提高吸收土壤中的养分的能力，包括无机盐和有机物质。

同时，真菌通过菌丝网络可以帮助植物吸收水分，并对植物提供保护作用，减少病原菌的侵袭。

这种共生关系对于植物的生长和适应环境起到至关重要的作用。

四、植物与共生细菌除了以上几种典型的共生关系外，植物与其他一些微生物如共生细菌之间也存在共生关系。

共生细菌可以分解土壤中的有机物质，提供植物所需的养分，并对植物进行免疫调节，增强植物对病原体的抵抗能力。

同时，植物为共生细菌提供合适的生存环境。

综上所述，微生物与植物之间的共生关系是一种相互依存、互利互惠的关系。

这种共生关系在自然界中非常常见，在维持生态平衡和生物多样性方面起到重要作用。

它不仅有助于植物的生长和适应环境的能力的提高，还对环境的改善和生态系统的稳定性具有积极意义。

因此，深入研究微生物与植物共生关系的机制以及调控方法，对于农业生产和生态保护具有重要意义。

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。

大豆根瘤菌结瘤固氮效率的演化机制与启示大豆根瘤菌是一种重要的固氮微生物，可以与大豆等植物建立共生关系，固定空气中的氮气，转化为植物可利用的氨态氮。

随着环境和人类活动的变化，大豆根瘤菌的固氮效率也发生了变化。

大豆根瘤菌结瘤固氮效率的演化机制主要包括以下几个方面：
1.大豆根瘤菌与植物共生关系的演化。

大豆根瘤菌与植物的共生关系是相互适应和演化的结果，植物对根瘤菌的选择性和根瘤菌与植物的互作机制都会影响固氮效率的演化。

2.基因演化。

大豆根瘤菌的基因组中含有大量与固氮相关的基因，其中一些基因会发生演化，导致其固氮效率的变化。

3.环境压力和资源竞争。

环境和资源是大豆根瘤菌演化的重要因素之一。

环境压力和资源竞争会促进菌株间的适应性演化，更有效地利用土壤中的营养物质和固定氮气。

4.竞争优势。

在复杂的土壤微生态系统中，有些菌株具有更强的竞争优势，能够更有效地与植物建立共生关系，提高固氮效率。

大豆根瘤菌结瘤固氮效率的演化机制启示我们，要维护高效的共生关系，需要从多个方面入手，包括选择适宜的大豆根瘤菌菌株、提供适宜的环境、加强根际微生物交互作用的研究等。

此外，通过合理使用农药等方法，可以减少对大豆根瘤菌的破坏，保护土壤微生态系统的稳定性，提高固氮效率。

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。

微生物与植物共生关系的研究进展植物与微生物之间的共生关系是生命进化中的重要现象。

长期以来，人们对这种关系的研究不断深入，揭示了微生物对植物生长发育和抗逆能力的重要影响。

本文将介绍微生物与植物共生的几种典型模式，并探讨其在植物生物学领域的研究进展。

1. 根瘤菌与豆科植物共生豆科植物和根瘤菌之间的共生关系是研究最为广泛，也是最为典型的一种模式。

根瘤菌能够与豆科植物根部形成共生结构——根瘤，这是由植物根部细胞分泌的诱导物质引起的。

在根瘤中，根瘤菌能够固氮，将空气中的氮转化为植物可吸收的氨基酸，提供给植物使用。

同时，根瘤菌还能够合成植物所需的激素，促进植物的生长发育。

2. 菌根与植物共生菌根是由植物根部与真菌共同形成的结构。

真菌能够为植物提供营养物质，并帮助植物抵御病原菌的侵袭。

菌根分为外生菌根和内生菌根两种类型。

外生菌根多见于乔木和草本植物，真菌主要生长在植物根部表面形成菌丝网络，增加植物根际土壤的吸收面积。

内生菌根多见于禾本科植物，真菌则进入植物根部内部，与植物形成共生结构。

研究表明，菌根共生可以提高植物对养分的吸收效率，并改善植物对环境胁迫的抗性。

3. 叶际共生菌与植物共生叶际共生菌常存在于植物叶片表面，与植物共同生长。

这些菌株能够通过产生植物生长促进物质、抗生素等化合物，促进植物生长，增强植物的抗病性。

其中，一些叶际共生菌还能够产生抗生素，保护植物免受病原菌的侵害。

研究表明，叶际共生菌与植物之间通过复杂的信号通讯网络相互作用，形成共生关系。

4. 植物根际微生物与植物共生植物根际微生物包括细菌、真菌和古菌等多种生物群体。

它们能够与植物根部形成共生关系，调节植物生长发育以及对抗外界环境胁迫。

研究表明，植物根际微生物可以通过产生生长激素、降解有害物质、抑制植物病原菌生长等途径，促进植物生长，并提高植物的抗逆能力。

此外，随着高通量测序技术的发展，越来越多的植物根际微生物种群已被鉴定和研究。

总结起来，微生物与植物之间的共生关系对植物生长发育和抗逆能力具有重要影响。

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。

植物生长的根际土壤微生物相互作用与共生关系根际土壤是植物的重要生长环境，其中的微生物对植物的生长发育起着至关重要的作用。

根际土壤微生物有着丰富的多样性和功能，包括细菌、真菌和古菌等。

它们与植物之间通过一系列相互作用与共生关系互惠互利，促进了植物的养分吸收、抗病性、逆境耐受性等方面的提升。

首先，根际土壤微生物与植物之间存在着共生关系。

例如，根瘤菌与豆科植物根部形成共生关系，通过根瘤菌中的固氮酶，可以将空气中的氮转化为可供植物利用的氨。

这种共生关系使得豆科植物能够生长在氮贫瘠的土壤中，提高了植物的养分摄取能力。

其次，根际土壤微生物对植物的生长发育发挥着积极的作用。

细菌和真菌能够分解有机物质，释放出养分供植物吸收。

同时，它们还可以促进植物的根系发育，增加根细胞数目和表面积，提高植物对养分的吸收效率。

此外，根际土壤微生物还能够产生一系列植物生长激素，如非酶促子非脱氧雄烯酮（ACC）脱氢酶、生长素和赤霉素等，从而促进植物的生长发育。

此外，根际土壤微生物还能够帮助植物抵御病原微生物的侵害。

一些细菌和真菌能够产生抗生素，通过对病原微生物的抑制，减少病害的发生。

另外，一些根际微生物还能够诱导植物产生抗性相关物质，提高植物的抗病性。

同时，根际微生物还能够与植物的根部形成屏障，阻止病原微生物进入植物体内。

此外，根际土壤微生物对植物的逆境耐受性也有促进作用。

一些耐盐、耐旱、耐寒的细菌和真菌能够与植物形成共生关系，通过产生一系列特殊的代谢产物和酶活性，帮助植物在逆境条件下生存和生长。

这些根际微生物能够帮助植物润湿土壤和提高水分利用效率，促进植物对逆境的调节。

总结起来，根际土壤微生物与植物之间的相互作用与共生关系对植物的生长发育至关重要。

这些微生物通过提供养分、促进生长、抵御病害和提高逆境耐受性等方面的作用，为植物的健康生长提供了保障。

因此，我们应重视根际土壤微生物的保护与培养，通过合理的农业管理措施和土壤修复技术，提高根际土壤微生物的多样性和功能，促进植物的生长发育和农田的可持续利用。

浙江农业学报!"#$!%&'"()#(&$*+,*-'$.%*./'/!!"!#!#$"%#$&$#!)&$'&*++,$--.../012345/62孙秀娟!徐伟慧!王志刚/大豆根瘤内生细菌的分离鉴定及其对大豆植株的促生效应&7'/浙江农业学报!!"!#!#$"%#$&$#!)&$'&/89:$&";#(<(-1/=>>2/&""'?&$!';!"!!&&!"收稿日期 !""C?"!基金项目 黑龙江省重点研发计划项目"Z O !&i ""%!Z e !"!&""<%#作者简介 孙秀娟"&((C +#!女!黑龙江鸡西人!硕士研究生!主要从事根际微生物研究,D ?E F =G $&$C$!C('C$IJJ/6H E !通信作者!王志刚!D ?E F =G $.F 2S 0*=S F 2S IJJ*]V/W ^V/62大豆根瘤内生细菌的分离鉴定及其对大豆植株的促生效应孙秀娟 徐伟慧 王志刚!"齐齐哈尔大学生命科学与农林学院!黑龙江齐齐哈尔&<&""<#摘K 要 为探究大豆根瘤内生细菌对大豆的促生效应!以大豆根瘤为实验材料!分离筛选根瘤内生细菌!测定其分泌植物激素能力及其对大豆株高%茎粗%干重%鲜重和根系生长方面的促生能力,结果表明$共筛选出&%株根瘤内生细菌!经生理生化和&<N ]8T O 鉴定!有&"株为芽孢杆菌属"Q $"'))(/#!#株为巨大普里斯特氏菌属"G &'*/#'$#!其余'株分别为肠杆菌属"M .#*&1S $"#*&#%克雷伯氏菌属"U )*S /'*))$#%不动杆菌属"!"'.*#1S $"#*&#和农杆菌属"!%&1S $"#*&'(C #,通过溶血试验和&<N ]8T O 鉴定筛选出&"株促生能力强的菌株!其中!U )*S /'*))$NC 的吲哚乙酸":O O #分泌量最高!为&'%;$$E S -P )&(赤霉素"Z O >#分泌量最高的为!%&1S $"#*&'(C N&"!分泌量达#(;#'E S -P )&(Q $"'))(/N#的铁载体活性最高!为%";$%L (&"株菌株处理的大豆株高%根长%干鲜重和茎粗均显著高于对照,综上所述!筛选的大豆根瘤内生细菌!对大豆具有较强的促进作用,关键词根瘤(内生细菌(大豆(溶血试验(促生能力中图分类号 N&'';#(N$<$;&文献标志码 O 文章编号&""'?&$!'"!"!##"%?&$#!?&"K &'0,%)'+,+()(#+%)")$,%)'+'"#+('-./%)$8,$%#*),"*'6&'/8#,++'(30#,+(%.#)*#""#$%&'+&'/8#,+-0,+%NX TQ =V1VF 2!Q XR W =*V=!R O T Ze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`=+3H BQ $"'))(/N#.F >+*W *=S *W >+F +%";$%L/[*W ,G F 2+*W =S *+!]H H +G W 2S +*!^]3B ]W >*.W =S *+F 2^>+W E^=F E W +W ]H B >H 35W F 2+]W F +W ^53+*W >W &">+]F =2>.W ]W >=S 2=B =6F 2+G 3*=S *W ]+*F 2+*H >W H B +*W 6H 2+]H G /:26H 26G V>=H 2!+*W W 2^H ,*3+=65F 6+W ]=F >6]W W 2W ^=2+*=>W 4,W ]=E W 2+*F ^>+]H 2S S ]H .+*?,]H E H +=2S W B B W 6+H 2>H 35W F 2S ]H .+*/Copyright ©博看网. All Rights Reserved.9#/:'*(&$]H H+2H^VG W(W2^H,*3+=65F6+W]=VE(>H35W F2(*W E H G3>=>+W>+(S]H.+*?,]H E H+=2S F5=G=+3KK大豆"H)8"'.*C$5#是主要的油料和高蛋白质农作物!种植面积和用途非常广泛!它的营养价值高!在国家粮食战略安全和农产品国际贸易中占有重要地位&&',为保证大豆产量!采取的主要措施是大量施用化肥&!',过度使用化肥会导致化肥利用率降低和土壤状态恶化%作物减产%环境污染等问题&#'!这迫使人们寻找一种高效的%绿色的施肥方法,内生菌"W2^H,*3+W#的概念是由德国科学家%植物病理学之父8W i F]3于&CC<年提出!其认为凡是在植物体内的微生物均为内生菌&'',随着研究者们对植物内生细菌的不断深入研究!发现内生细菌能与宿主植物形成长期相互依存%相互促进的共生关系!通过产生植物激素类物质直接促进宿主植物的生长!如产生吲哚乙酸":O O#%赤霉素"Z O>#等!因此!内生细菌在农业%医药%食品等方面具有重要的应用价值&$',植物与多种促进植物生长的内生微生物共同生活,根瘤菌与豆科植物建立共生关系!最终形成共生体根瘤!除了结瘤细菌外!根瘤中还定居着许多与根瘤菌不同的细菌!单独接种植物多数不会结瘤!称为非结瘤细菌&<)C',根瘤内生细菌进入根瘤的途径很多!可以通过根%茎和叶等组织或器官进入植物体内!在宿主体内移动!对植物有广泛的生物学作用&(',钟宇舟等&&"'研究表明!大豆根瘤内生细菌8O&<?$对大豆表现出较好的促生效果,赵龙飞等&&&'从大豆根瘤内分离出的溶磷菌株对大豆生长有促进作用,尽管人们对内生细菌及其在可持续农业中用作生物肥料的研究越来越感兴趣!但与植物其他组织内生菌相比!大豆根瘤内生菌的研究甚少,因此!本研究通过分离和鉴定大豆根瘤内生细菌!研究其植物激素分泌情况和对大豆的促生效果!旨在为大豆专化型微生物肥料开发利用提供技术支持,&K材料与方法&;&K大豆根瘤采集大豆样地位于黑龙江省齐齐哈尔市黑土区,将大豆根系轻轻从土壤中分离出来!取附着在&"株大豆根系的根瘤!立即包在硫酸纸里!'c储存!备用,&;!K培养基配方酵母甘露醇"@g O#培养基"&P#$甘露醇&" S!酵母浸粉&S!U!Y_9'";$S!g S N9'";!S!T F\G";&S!琼脂!";"S!,Y值<;C M%;"(液体培养基不加琼脂&&!',牛肉膏蛋白胨"T i#培养基"&P#$琼脂!"S!牛肉膏$S!T F\G C S!蛋白胨&"S!,Y值%;"(液体培养基不加琼脂,铁载体"g U i#培养基"&P#$酪蛋白氨基酸$;"S!甘油&$;"E P!U!Y_9'!;$S!g S N9'-%Y!9";!S!琼脂!";"S!,Y值%;"(液体培养基不加琼脂,淀粉培养基"&P#$蛋白胨&"S!T F\G$S!牛肉膏$S!可溶性淀粉!S!琼脂&$M!"S&&#',油脂培养基"&P#$蛋白胨&"S!T F\G$S!牛肉膏$S!香油或花生油&"S!&;<L中性红水溶液&E P!琼脂&$M!"S!,Y值%;!&&#',蛋白胨水培养基"&P#$蛋白胨&"S!T F\G$S!,Y值%;<&&#',糖发酵培养基$蛋白胨水培养基&P!&;<L 溴甲酚紫乙醇溶液&M!E P!,Y值%;<!另配!"L乳糖和葡萄糖溶液各&"E P&&#',&;#K根瘤内生细菌的分离&;#;&K菌株筛选挑选个大%饱满%粉红色的&"个大豆根瘤置于试管内!用无菌水清洗#次!用质量分数!;$L 的Y S\G!表面消毒!E=2!再用无菌蒸馏水冲洗$次!并用无菌研磨机磨碎根瘤,为确保充分的表面消毒!取最后一次漂洗后的&""!P无菌蒸馏水!涂抹在@g O平板上!!C c培养'^后!没有发现细菌生长,用根瘤浸渍液在@g O培养基上划线!在!C c培养'^!根据菌落大小%形态和颜色分离出不同的菌落!反复划线纯化&&!',将纯化后的菌株接种于T i液体培养基!#"c!&!"]-E=2)&振荡培养过夜!&!"""f%离心!E=2后保留沉淀!)C"c冷藏备用,&;#;!K溶血试验将菌株点样接种于血平板培养基!置于#"c-##$&-孙秀娟!等/大豆根瘤内生细菌的分离鉴定及其对大豆植株的促生效应Copyright©博看网. All Rights Reserved.恒温培养&C M!'*后!观察菌落周围有无溶血圈,&;#;#K&<N]8T O菌种鉴定将保存的细菌于牛肉膏蛋白胨液体培养基中活化!'*后!取&E P菌液!&!"""f%离心&E=2!倒掉上清液!用细菌基因组8T O提取试剂盒提取细菌8T O,选择细菌通用引物!%A"$o?O Z O Z[[[Z O[\\[Z Z\[\O Z?#o#和&'(!a"$o?Z Z[[O\\[[Z[[O\Z O\[[?#o#进行&<N]8T O序列的扩增,_\a扩增产物经&;"L琼脂糖凝胶电泳检测后!送至生工生物工程"长春#有限公司测序,获得测序结果后在T\i:数据库中进行序列比对,使用g D Z O$;"软件构建系统进化树,&;#;'K菌株生理生化特性测定淀粉水解试验$将灭菌淀粉培养基制成平板!把菌株接种在平板上!#%c培养!'*!观察菌株的生长情况!滴入少量卢戈氏碘液!旋转平板!使碘液均匀铺满平板,如菌苔周围出现无色透明圈!说明淀粉已被水解!为阳性!即产生胞外淀粉酶活力,油脂水解试验$将菌株接种在灭菌油脂培养基所制的固体平板上!#%c培养!'*!如出现红色斑点!说明脂肪水解!为阳性反应,糖发酵试验选乳糖和葡萄糖,将蛋白胨水培养基分装于试管!每管内放&个倒置的德汉氏小管!使充满液体,每管在无菌条件下分别加入!"L无菌糖溶液";$E P,将菌株接种在试管内!#%c培养!'M'C*!观察试管颜色变化!以及德汉氏小管中有无气泡!如黄色无气泡和黄色有气泡!为阳性&&#',&;'K菌株分泌激素和产铁载体能力测定&;';&K:O O分泌量测定采用分析纯:O O制备标准曲线!将!""!S-E P)&的:O O标准液梯度稀释为"%!$%$"%%$%&""%&!$%&$"和&%$!S-E P)&!采用NF G dH.>d=显色法测定吸光度"@$'"#&&'',标准曲线方程为8h";"&<$5b";""(<!J!h";((C$,将冻存的菌株接种到T i液体培养基中!培养!'*制作种子液,按&L的接种量将种子液分别接入含有!""E S-P)&色氨酸的液体T i培养基中!#"c!&!"]-E=2)&振荡培养'C*,根据标准曲线计算:O O分泌量,每组#个平行,&;';!K铁载体能力测定吸取&E P种子液接种于g U i液体培养基中!#"c!&!"]-E=2)&振荡培养'C*,将上清液与\O N检测液各#E P均匀混合!反应&*!<#" 2E处测定吸光值"@<#">#&&$',对照组为不接菌的g U i液体培养基!测定方法同上"@<#"]#!每组#个平行实验,按照以下公式计算铁载体活性"I#&&$',I h"@<#"])@<#">#-@<#"],"&#&;';#KZ O>分泌量测定将分析纯Z O>溶于%"L乙醇中!配制成&"" !S-E P)&的Z O>标准液!梯度稀释为"%&"%!"% #"%'"和$"!S-E P)&!取各浓度的Z O>溶液";$ E P!分别与';$E P(CL硫酸混匀并定容至!"E P!于'&!2E处测定吸光度"@'&!#,标准曲线方程为8h";"<"$5b";""#!J!h";(('%,按&L的接种量将种子液转接T i培养基中!#"c!&!"]-E=2)&振荡培养'C*,取";$E P 上清液测定菌株Z O>浓度!以确定各菌株最大Z O>分泌量&&<'!每组#个平行实验,&;$K植物促生长试验&;$;&K浸种促生试验将筛出的根瘤内生细菌发酵液接种于T i液体培养基中!#"c!&!"]-E=2)&培养至@<""h&!用";(L T F\G溶液分别稀释&"倍%!"倍和#"倍!以";(L T F\G溶液为对照,挑选大小一致的大豆种子置于底部铺!M#层滤纸的培养皿中!每个培养皿放<粒大豆种子!每个处理重复#次!共计#"颗,置于!%c恒温人工气候箱培养!&<*光照%C*黑暗,观察记录大豆发芽情况!直到连续#^无新的发芽种子出现!测量根长&&%',&;$;!K温室条件下的植物接种试验大豆种子首先用水洗净!放在体积分数%$L 乙醇中浸泡#E=2!再转至";&L次氯酸钠中浸泡!E=2!然后用无菌水冲洗<M&"次!将消毒好的种子播种到盛有灭菌蛭石的塑料盆中!#M'^后种子即发芽&&C',将根瘤内生细菌接种在T i培养基上活化!然后转接在T i液体培养基中!!C c!&!"]-E=2)&振荡培养'C*!用无菌";(LT F\G溶液将菌体浓度调至&f&"C\A X-E P)&,将大豆幼苗移栽到蛭石里!并在大豆根附近-'#$&-浙江农业学报K第#$卷K第%期Copyright©博看网. All Rights Reserved.接种&"E P 根瘤内生细菌混悬液!&周浇&次g N 营养液和菌液,将植株置于白天!$M #"c %夜间&$M !"c %每天光照C *的温室中培养,培养'"^后收获,以不接种根瘤内生细菌为全空白对照&&('!每处理设#次重复,每天随机调换花盆位置,&;<K 数据处理用N_NN !!;"软件对数据进行方差分析!并用8V26F 2法进行多重比较(采用Z ]F ,*_F ^_]=>E C;";!软件统计分析相关数据和制图,!K结果与分析!;&K根瘤内生菌的筛选与鉴定从大豆根瘤中共分离到&%个菌株!经&<N ]8T O序列分析!有&"株为芽孢杆菌属"Q $"')N )(/#!#株为巨大普里斯特氏菌属"G &'*/#'$#!其余'株分别为肠杆菌属"M .#*&1S $"#*&#%克雷伯氏菌属"U )*S /'*))$#%不动杆菌属"!"'.*#1S $"#*&#和农杆菌属"!%&1S $"#*&'(C #"图&#,溶血试验结果显示!有'株细菌的菌落周围产生了溶血圈!判断这'株菌株具有溶血性,通过&<N ]8T O 鉴定最终确定了&"株内生细菌!其中芽孢杆菌属$株"编号N&M N$#!其余$株菌分别为G &'*/#'$属"N<#%M .#*&1S $"#*&属"N%#%U )*S N /'*))$属"NC #%!"'.*#1S $"#*&属"N(#和!%&1S $"#*&'N (C 属"N&"#,&"个菌株的生理生化特性如表&所示!N&%N!%N#%N$和N<具有水解淀粉能力!说明$株菌株均产生淀粉酶(N'%N%%NC %N(和N&"具有水解图;<基于&<N ]8T O 序列的内生细菌进化树=)1>;K_*3G H S W 2W +=6+]W W H B W 2^H ,*3+=65F 6+W ]=F 5F >W ^H 2&<N ]8T O>W JVW 26W >-$#$&-孙秀娟!等/大豆根瘤内生细菌的分离鉴定及其对大豆植株的促生效应Copyright ©博看网. All Rights Reserved.表;<内生细菌的部分生理生化特性,80#;K_*3>=H G H S=6F G F2^5=H6*W E=6F G6*F]F6+W]=>+=6>H B W2? ^H,*3+=65F6+W]=F菌株编号N+]F=2 T H/淀粉水解试验N+F]6**3^]H G3>=>+W>+油脂水解试验9=G*3^]H G3>=>+W>+乳糖发酵试验P F6+H>WB W]E W2+F+=H2+W>+葡萄糖发酵试验Z G V6H>WB W]E W2+F+=H2+W>+N&b)b bN!b)b bN#b)b bN')b)bN$b)b)N<b)))N%)b b bNC)b b bN()b)bN&")b b))b*表示阳性!))*表示阴性,)b*=>,H>=+=`W!))*=>2W S F+=`W/油脂能力!说明细胞外存在脂肪酶(N&%N!%N#% N$%N%%NC和N&"具有分解乳糖的能力(N&%N!% N#%N'%N%%NC和N(具有分解葡萄糖的能力,!;!K菌株分泌激素和产铁载体的能力由图!?O可知!根瘤内生细菌均具有分泌:O O的能力!其中NC分泌量最高!为&'%;$$E S-P)&(N'%N%和N&"也具有较高的:O O分泌量!分别为'&;('E S-P)&%&"";"!E S-P)&和<";'!E S-P)&!且经过多次传代后产:O O特性稳定,通过铁载体活性测定筛选出<个菌株产生铁载体(其中!N#的铁载体活性最高!为%";$%L(N&%N!% N'%N<和NC的铁载体活性分别为&;C(L%$&;<CL%!&;!'L%'(;%&L和';C'L"图!?i#,由图!?\可知!Z O>分泌量最高的为N&"菌株!达#(;#'E S-P)&!其余菌株分泌量在&';#C M#!;C& E S-P)&,!;#K植物促生试验图#?OM图#?D显示!浸种%^后有$个菌株在稀释#"倍时大豆的根最长!分别是N&"$;<<% 6E#%N!"%;$$"6E#%N$"(;<%$6E#%NC"C;&#"6E#和N&""<;!!"6E#,由图#?A%图#?Z可知!有!个菌株在稀释!"倍时大豆的根最长!分别是N#"<;'%$6E#和N("$;C##6E#,有#个菌株在稀释&"倍时大豆的根最长!分别是N'"$;"## 6E#%N<"<;(##6E#和N%"%;#<%6E#"图#?Y%图#?:%图#?7#,综上所述!筛选得到的&"个菌株均柱上无相同小写字母表示差异显著"G k";"$#,下同,8F+F H2+*W5F]>E F]dW^.=+*H V++*W>F E W G H.W]6F>W G W++W]=2^=6F+W^>=S2=B=6F2+^=B B W]W26W>F+G k";"$/[*W>F E W F>5W G H./图@<供试菌株分泌:O O Z O>和铁载体的能力=)1>@KO5=G=+3H B+*W+W>+W^>+]F=2>+H>W6]W+W:O O S=55W]? W G G=2F2^>=^W]H,*H]W>可以促进大豆幼苗根系发育,通过盆栽试验!进一步确认植物的生长促进特性!结果如图'所示,接种&"个菌株的大豆株高%根长%地上部鲜重%地下部鲜重%地上部干重均显著高于对照组!接种N&%N<和NC的大豆植株株高比对照组分别高#!L%&(L%!'L!接种N$的大豆根长比对照组显著增加#(L!接种N#%N(和N&"的大豆植株地上部鲜重分别比对照组显著增加(CL%C&L%C<L!接种N!%N'%N%和N&"的大豆植株地下部鲜重分别比对照组显著增加&#"L%&$%L%&!<L%&$&L!接种N&%N#%N'%N$%N(和N&"的大豆植株地上部干重分别比对照组显著提高C$L%(CL%(#L%%%L%((L和&!!,除接种N&%N<%N%%NC%N(的大豆幼苗地下部干重与-<#$&-浙江农业学报K第#$卷K第%期Copyright©博看网. All Rights Reserved.对照无显著差异外!接种其他菌株的大豆地下部干重均显著大于对照组!其中!接种N'的大豆植株地下部干重比对照组显著提高&''L ,除接种N<%NC 菌株的大豆茎粗与对照组差异不显著外!接种其他菌株的大豆茎粗均显著大于对照组!其中!接种N#%N'%N&"的大豆植株茎粗与对照相比显著增加!CL %#&L %#"L ,综上!如图'?A 所示!与对照组相比!加入根瘤内生菌的大豆各项指标都有所提高!说明菌株对大豆具有促生效果,#K讨论根瘤中同时定居着很多与根瘤菌不同的内生菌!其中非共生细菌也生活于根瘤中!但不引起植物病害!即根瘤内生细菌&!"',目前!豆科植物有&C""多种!在豆科植物根瘤中常见的内生细菌有假单胞菌属"G /*(A1C 1.$/#%肠杆菌属%芽孢杆菌属%克雷伯氏菌属%农杆菌属!由于所有这些属的物种在土壤中都很常见!因此!内生细菌可以看成是根际细菌的一个亚种群&!&)!!',本研究分离的&"株菌包括芽孢杆菌属%巨大普里斯特氏菌属%克雷伯氏菌属%肠杆菌属%农杆菌属和不动杆菌属!均不具有溶血性,芽孢杆菌由于其优良的抗菌%对植物种子发芽与根系生长的促进作用!能提高作物产量!已成为中国种植业中使用最普遍抗菌剂之一&!#)!'',克雷伯氏菌分布于植株的根部和土壤中!在长期进化和系统发育过程中与植物建立了紧密的合作关系!对植物的生长与代谢起间接促进作用&!$',克雷伯氏菌能够定殖在玉米植株内!为内生固氮菌!对幼苗期玉米具有显著的促生长作用&!<'!本研究通过溶血试验证明克雷伯氏菌属具生物安全性,豆科植物根瘤内生菌在体外表现出不同的植幼苗生长图#个为&个处理!从左至右依次是\U %稀释&"倍%!"倍和#"倍,[*W +*]W W >W W ^G =2S S ]H .+*,G H +>F ]W H 2W +]W F +E W 2+!B ]H EG W B ++H ]=S *+F ]W \U !^=G V+W ^&"+=E W >!!"+=E W >F 2^#"+=E W >/图A<内生细菌对大豆种子的促生作用=)1>A KZ ]H .+*,]H E H +=2S W B B W 6+H B W 2^H ,*3+=65F 6+W ]=F H 2>H 35W F 2>W W ^-%#$&-孙秀娟!等/大豆根瘤内生细菌的分离鉴定及其对大豆植株的促生效应Copyright ©博看网. All Rights Reserved.A!综合能力评价,A!D`F G VF+=H2H B6H E,]W*W2>=`W F5=G=+3/图B<菌株对大豆植株促生影响与综合能力评价=)1>B KD B B W6+H B W2^H,*3+=65F6+W]=F H2S]H.+*,]H E H+=H2H B>H35W F2,G F2+>F2^6H E,]W*W2>=`W F5=G=+3W`F G VF+=H2物生长促进机制!包括植物激素的产生!如吲哚乙酸%固氮和磷酸盐溶解&!%',本研究获得的所有菌株都能够以色氨酸为前体合成:O O!同时分泌Z O>!并且超过一半的菌株能产生铁载体!对大豆植株的生长有不同程度的促进效果,赵晓妍等&!C'从大豆叶片中分离得到产:O O的内生菌菌株@8Q&'!该菌株可以促进小麦幼苗的生长,作为植物生命进程的开始!种子萌发在农业上很重要,用本试验筛选的内生细菌浸种处理大豆种子!可以明显促进大豆根的生长!说明筛选的菌株对大豆幼苗生长有较好的促进效果!但是不同浓度菌液和不同菌种对大豆种子的促生作用效果不同!有的菌液浓度反而抑制种子根的伸长!出现这种情况的原因可能是不同浓度内生细菌的代谢产物量不一样或者不同细菌的生长规律%特性不同!需进一步研究,内生菌与其宿主植物这种互利共生的关系!是在长期的协同进化过程中形成的!通过内生菌自身代谢产物来促进植物生长&!(',所筛选的&"株菌株均对大豆植株的株高%根长%茎粗和地上-C#$&-浙江农业学报K第#$卷K第%期Copyright©博看网. All Rights Reserved.地下部生物量具有较强的促生作用!可能是与菌株分泌:O O和Z O>等有密切关系,有研究表明!芽孢杆菌U\?&和g8&!?!具有产生:O O的能力!并且对大豆的株高和生物量有显著促生效果&#"'!这与本研究结果一致,从大豆中分离出的'"株芽孢杆菌中!巨大芽孢杆菌NT&"D&能够使豆芽长度提高'&L&#&',衡楠楠等&#!'将从大豆根瘤中分离的内生菌株N\O X>C接种大豆植株!不仅植株的株高%鲜重等指标显著提高!而且大豆植株产量比不接种也增产了!&;'L M!(;%L,丁玮&##'用(株泡桐根瘤内生细菌接种泡桐幼苗!结果显示!其中地下生长量平均提高&(;%L%苗高生长量平均提高!#;'L,e*F2S 等&#''分离鉴定的&种内生细菌高地芽孢杆菌对不同植物的生长有促进作用,何建清等&#$'筛选出的菌株Na&"?<能显著促进黑青稞株高%根长等的生长!可作为开发和推广黑青稞专用生物肥料的优良菌种,本研究结果表明!从大豆根瘤中分离到的内生细菌在体外具有植物生长促进特性!是一种很好的微生物肥料候选材料,综上所述!本文从大豆根瘤中筛选了&%株根瘤内生细菌!通过&<N]8T O和溶血试验最终确定了&"株根瘤内生细菌!它们均产生:O O和Z O>!有<株产生铁载体(这&"株菌株对大豆的萌发!以及大豆植株的株高%根长等有促进作用,参考文献 H#"#*#+$#&&&'K杨红旗!郝仰坤/我国大豆产业回顾%现状与发展对策&7'/广东农业科学!!"&"!#%"&#$&CC)&(&/@O T ZYn!Y O9@U/Y=>+H]=6F G]W`=W.!6V]]W2+>=+VF+=H2F2^^W`W G H,E W2+6H V2+W]E W F>V]WH B\*=2W>W>H35W F2&7'/H($.%A1.%!%&'"()#(&$)4"'*."*/!!"&"!#%"&#$&CC)&(&/"=2\*=2W>W.=+*D2S G=>*F5>+]F6+#&!'K黄国东!宋清晖!王晓慧!等/含枯草芽孢杆菌肥料对大豆叶片光合作用及土壤酶活性的影响&7'/土壤与作物!!"!&!&""&#$(()&"%/Y X O T ZZ8!N9T ZnY!R O T ZQY!W+F G/D B B W6+>H B B W]?+=G=0W]>6H2+F=2=2S Q$"'))(//(S#')'/H2,*H+H>32+*W>=>H B>H35W F2G W F`W>F2^>H=G W203E W F6+=`=+=W>&7'/41')/$.A9&1O/!!"!&!&""&#$(()&"%/"=2\*=2W>W.=+*D2S G=>*F5>+]F6+#&#'K柏琼芝!肖石江!王晓瑞!等/化肥减量配施生物有机肥对秋马铃薯产量的影响&7'/土壤与作物!!"&(!C"!#$&$C)&<$/i O:ne!Q:O9N7!R O T ZQa!W+F G/D B B W6+H B]W^V6W^6*W E=6F G B W]+=G=0W],G V>5=H G H S=6F G B W]+=G=0W]H2F V+VE2,H+F+H3=W G^&7'/41')/$.A9&1O/!!"&(!C"!#$&$C)&<$/"=2\*=?2W>W.=+*D2S G=>*F5>+]F6+#&''K刘江苇!刘颖!徐婷!等/水稻内生菌研究进展及展望&7'/生命科学研究!!"!&!!$"##$!#!)!#(/P:X7R!P:X@!Q X[!W+F G/O^`F26W>F2^,]H>,W6+>H B]=6W W2^H,*3+W>&7'/V'2*4"'*."*J*/*$&",!!"!&!!$"##$!#!)!#(/"=2\*=2W>W.=+*D2S G=>*F5>+]F6+#&$'Kj O a8Y O a O7X P ON!NU eO!U a:NY T O_a O NO8j X a X U9T?8ON N!W+F G/_G F2+S]H.+*,]H E H+=2S W2^H,*3+W>F2^+*W=]=2+W]?F6+=H2.=+*,G F2+>+H F G G W`=F+W F5=H+=6>+]W>>&7'/9(&&*.#Q'1#*",N.1)1%8!!"&%!<"##$!$!)!<#/&<'K_D:QO!a O g v a D e?i O Y D T Og Y!j D P w e n X D eD!W+F G/i F6+W]=F G F>>H6=F+=H2>.=+*G W S VE W>&7'/9&'#'"$)J*7'*R/'.G)$.#4"'*."*/!!"&$!#'"&-!-##$&%)'!/&%'Ke Y O9PA!Q X@7!NX Ta!W+F G/:^W2+=B=6F+=H2F2^6*F]F6?+W]=0F+=H2H B+*W W2^H,*3+=6,G F2+S]H.+*,]H E,+W]Q$"'))(/9*N&*(/>+]F=2E J!#=>H G F+W^B]H E41O,1&$O G H,W6V]H=^W>]H H+2H^?VG W>&7'/Q&$:')'$.L1(&.$)123'"&1S'1)1%8!!"&&!'!"!#$$<%)$%$/&C'Ke Y O9PA!8D T ZeN!@O T ZR n!W+F G/8=`W]>W]*=0H5=FF>>H6=F+W^.=+*41O,1&$$)1O*"(&1'A*/S]H.2=2^=B B W]W2+]W S=H2>H B P H W>>_G F+W F V=2\*=2F&7'/48/#*C$#'"$.A!O O)'*A3'"&1S'N1)1%8!!"&"!##"C#$'<C)'%%/&('K赵龙飞/我国大豆根瘤内生菌资源多样性研究&7'/广东农业科学!!"&'!'&"(#$&$)&(/e Y O9P A/a W>W F]6*H2]W>H V]6W^=`W]>=+3H B>H35W F2&H)8"'.*C$5"P/#g W]]'2H^VG W W2^H,*3+W>=2\*=2F&7'/H($.%A1.%!%&'"()#(&$)4"'*."*/!!"&'!'&"(#$&$)&(/"=2\*=2W>W.=+*D2S G=>*F5>+]F6+#&&"'K钟宇舟!余秀梅!陈强!等/四川盆地大豆根瘤内生细菌的分离鉴定及促生效果&7'/应用与环境生物学报!!"&%!!#"&#$'<)$#/e Y9T Z@e!@XQg!\Y D Tn!W+F G/:>H G F+=H2!=^W2+=B=?6F+=H2F2^,G F2+S]H.+*,]H E H+=H2F5=G=+3W`F G VF+=H2H B+*W W2?^H,*3+=65F6+W]=F=>H G F+W^B]H E>H35W F2]H H+2H^VG W=2N=6*VF2i F>=2&7'/9,'.*/*L1(&.$)12!O O)'*A$.A M.7'&1.C*.#$)Q'N1)1%8!!"&%!!#"&#$'<)$#/"=2\*=2W>W.=+*D2S G=>*F5?>+]F6+#&&&'K赵龙飞!徐亚军!曹冬建!等/溶磷性大豆根瘤内生菌的筛选%抗性及系统发育和促生&7'/生态学报!!"&$!#$"&##$''!$)''#$/e Y O9P A!Q X@7!\O987!W+F G/N6]W W2=2S!]W>=>+F26W!,*3G H S W23F2^S]H.+*,]H E H+=2SH B,*H>,*H]V>>H G V5=G=0=2S5F6+W]=F=>H G F+W^B]H E>H35W F2]H H+2H^VG W>&7'/!"#$M"1)1%'N"$4'.'"$!!"&$!#$"&##$''!$)''#$/"=2\*=2W>W.=+*D2S G=>*F5>+]F6+#&&!'KA D a\Y:\Y:T![9X U O i a:R!i9X P O a D NN g!W+F G/:?>H G F+=H2!=^W2+=B=6F+=H2F2^,G F2+S]H.+*,]H E H+=H2F5=G=+3H BW2^H,*3+=65F6+W]=F F>>H6=F+W^.=+*G V,=2W]H H+2H^VG W S]H.2-(#$&-孙秀娟!等/大豆根瘤内生细菌的分离鉴定及其对大豆植株的促生效应Copyright©博看网. 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植物与根瘤菌共生关系的研究地球上的自然生态环境是由众多生物组成的。

在这些生物之中，与植物关系密切的一类是根瘤菌。

根瘤菌与植物之间存在着一种共生关系，它们之间互相利用，帮助彼此完成各自的生存目的。

如今，这种植物与根瘤菌的共生关系已成为了生物学研究的热点。

下面，我们就来探讨一下植物与根瘤菌的共生关系。

一、什么是根瘤菌根瘤菌是一类生活在土壤中，能够与豆科植物等植物建立共生关系的细菌。

它们具有一种能够导致植物根部生长出肿瘤的能力，因此被称为根瘤菌。

二、植物与根瘤菌的共生关系1. 对植物的功效通过与根瘤菌的共生，植物能够吸收到更多的氮元素，从而提高植物的生长率和产量。

这是因为根瘤菌具有固氮功能。

在与植物共生的过程中，根瘤菌能够将大气中的氮气转化为植物能够吸收的氨基酸和酰胺，从而为植物提供更多的氮源。

2. 对根瘤菌的功效与此同时，植物也能够为根瘤菌提供养分和生存环境。

在与植物共生的过程中，根瘤菌会形成一种囊泡，这种囊泡能够保护细菌免受外界的干扰和压力。

植物根系提供的养分和氧气条件也能促进根瘤菌的生长和繁殖。

三、共生关系的协调机制根瘤菌整合到根部的方法与植物种类有关。

根瘤菌通过与植物根部上的特殊化学物质相互作用而整合到植物中。

在进入植物根部后，根瘤菌放出一种称为Nod因子的化合物。

这种化合物能够与植物根部上某些细胞表面的特殊受体结合，从而产生化学信号，促进细胞分裂和形成根瘤。

在根瘤形成的过程中，植物和根瘤菌还要建立一个相互适应的微生态系统。

植物在根瘤中产生的氧气会从根瘤菌中被耗用，如果氧气过度耗用，根瘤菌就会死亡，从而导致共生关系的结束。

因此，植物必须与根瘤菌合作，维持合适的氧气水平。

四、植物与根瘤菌共生关系的应用植物与根瘤菌之间的共生关系已经引起了广泛的关注。

人们将这种共生关系运用到了现代的生产中。

以豆类为例，在豆类种植的过程中，人们可以利用这种共生关系，大大地提高豆类的产量。

这是因为根瘤菌对土壤固氮后，使土壤中的氨基酸等营养质得以释放，促进了植物的生长，提高了产量。

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。

大豆生长发育与根瘤形成的关系作者：方海燕寸植贤陈建斌何霞红汤东生来源：《农学学报》2014年第06期摘要：为明确根瘤生长发育与大豆生长发育的关系，通过温室盆栽试验持续观察和研究了不同生长时期大豆根长、根系生物量、株高、植株生物量、根瘤重量和数量的变化关系。

结果表明，大豆整个生育期内株高、植株干重、根系干重和根瘤鲜重的变化均从缓慢增长、迅速增加、到迅速下降、再到缓慢下降的过程。

株高、植株干重、根系干重和根瘤鲜重的最大值分别出现在苗后的66天、72天、66天和60天。

根长在出苗后一直处于较快增长期，至出苗后48天到78天均维持在一个不显著的缓慢增长期。

而根瘤数量在出苗后的20天至30天迅速激增，然后经过一个缓慢增殖期，至54天达到最大值后开始下降。

由此得出，大豆根瘤数量在植株生长早期迅速增长且在最大值附近维持较长时期；而根瘤鲜重生长规律同植株地下部或地上部干重的增殖规律相似。

关键词：大豆；生长；根瘤数量；根瘤重量中图分类号：S184文献标志码：A论文编号：2013-07790引言豆科作物的根系与土壤中的根瘤菌进行特异性的识别后，经过相互作用形成能固氮的根瘤，是豆科作物区别于其他作物的重要特征[1-2]。

豆科作物利用固氮根瘤将空气中的N2转化为植物可以利用的NH4+-N从而减少对土壤氮肥的需求，其结瘤固氮机制一直是生物科学家试图破解的科学难题[3-4]。

前人已从豆科植物和根瘤菌的相互识别过程[5]、根瘤形成的形态变化[6]、信号传导和物质合成过程[7-8]等方面进行了大量探索。

然而单就豆科作物而言，在整个生育期其根系的数量、体积、活力及根系分泌能力均要经历由弱至强再到衰退的过程[9-10]。

多种内外因素相互作用控制着根系的发育过程，而且植物在不同发育阶段对环境因子量的多寡的反应也不同[11-13]。

总之，豆科作物的结瘤水平是植物与环境因子不断相互作用的结果。

因此，从豆科植物与环境因子相互作用方面研究结瘤的生态机制将对农业生产具有更加现实的指导意义。

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。

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。

微生物与植物共生关系的研究与应用共生关系是指不同种类的生物之间互相依赖、相互关系共生的现象。

微生物与植物之间的共生关系在生态学、农业和环境保护等领域都具有重要的研究价值和应用潜力。

本文将探讨微生物与植物之间的共生关系、共生机制以及在农业生产和环境修复中的应用。

一、微生物与植物的共生关系1. 根瘤菌与豆科植物的共生关系根瘤菌与豆科植物之间建立了一种特殊的根瘤共生关系。

根瘤菌能与豆科植物根部发生共生，形成根瘤。

在根瘤内，根瘤菌能固定空气中的氮，转化为植物能够利用的氨基氮。

豆科植物则为根瘤菌提供碳源及生长环境。

这种共生关系能显著提高豆科植物的氮素供应，并且豆科植物可在无附近土壤氮素的情况下生长健壮。

因此，根瘤菌与豆科植物的共生关系在农业生产中具有显著的应用效果。

2. 菌根真菌与植物的共生关系菌根真菌与植物之间形成了一种广泛的共生关系。

菌根真菌能与植物根系形成菌根，与植物根系形成密切的联结。

菌根真菌通过菌丝吸收土壤中难以被植物直接吸收的养分，如磷、锌、铁等微量元素。

同时，菌根真菌还能为植物提供保护，抵抗土壤中的病原微生物。

此外，菌根真菌还能改善土壤结构，提高土壤保水保肥能力。

因此，菌根真菌与植物的共生关系在农业生产和土壤修复中具有重要意义。

二、微生物与植物的共生机制1. 效应分子微生物与植物的共生关系建立在一系列效应分子的相互作用基础上。

效应分子主要包括信号分子和信号反应分子。

微生物通过释放信号分子来诱导植物根系发生特殊的形态和解剖结构变化，为共生关系的建立创造条件。

植物根系则通过释放信号反应分子与微生物进行特定的识别和相互作用。

2. 基因调控微生物与植物的共生关系还涉及到一系列基因的调控。

植物在与微生物共生时会激活一些特定的基因群，从而产生有益于共生关系的信号分子和酶。

微生物也会调节其基因表达来适应共生环境和植物根系的需求。

三、微生物与植物共生关系的应用1. 微生物肥料的研发与推广基于微生物与植物共生关系的理论，研发和推广利用微生物肥料已成为现代农业生产的重要方向之一。

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。