美科学家取得大豆固氮技术的重大突破

氮是植物生长必不可少的营养素。美国国家科学基金会(NSF)日前发布消息称,华盛顿州立大学的生物学家成功开发出一种全新的植物固氮技术,利用空气中的天然氮显著提高大豆的产量和质量。实验证明,用这项技术可以使温室培植的大豆植株从大气中吸收相当普通大豆植株2倍的氮,大豆结子率高达36%。 这项新技术不同于以往大豆固氮技术的创新之处在于通过一种特定的根瘤菌,提高大豆根瘤和结子器官之间的氮流动,提高大豆生长必需的氮供给,提高大豆结子率,提升产量。 新技术不仅打破了以往科学家从土壤中固氮的传统思路,还可以通过豆类植株从空气中吸收利用天然氮而减少氮肥的施用,减轻农业生产对土壤、水等环境的破坏。该技术不仅适用于大豆生产,也适用于其它豆类植物的种植。 该研究成果发表在最近一期的《当代生物》(Current Biology)杂志上。......阅读全文

固氮酶的基本信息

固氮酶是一种能够将氮分子还原成氨的酶。固氮酶是由两种蛋白质组成的:一种含有铁,叫做铁蛋白,另一种含铁和钼mo3+,称为钼铁蛋白。钼铁蛋白中含有7个铁,9个硫,1个钼,1个中心碳。

关于固氮菌的发展介绍

  1901年,M.W.拜耶林克首先发现并描述了这类细菌,他定名的有2个种:一是褐色固氮菌,常生存于中性或碱性土壤中;一是活泼固氮菌,常生存于水中。后来,各国学者相继分离出许多不同的菌株。1938年,C.H.维诺格拉茨基将生产孢囊的菌株(以褐色固氮菌为代表)归属于固氮菌属,将不产生孢囊的菌株(以活泼

人为固氮作用的相关介绍

  人为的固氮作用,即化学氮肥的生产和应用,大规模种植豆科植物等有生物固氮能力的作物,以及燃烧矿物燃料生成NO和NO2。人为的固氮量是很大的,估计约占全球年总固氮量的20~30%。随着世界人口的增多,这一比例将会继续上升。  农田大量施用氮肥,使排入大气的N2O不断增多。在没有人为干预的自然条件下,

豆科植物固氮“氧气悖论”破解

根瘤被称为豆科植物的“固氮工厂”,反映豆科植物与固氮根瘤菌的共生关系。豆血红蛋白(又称共生血红蛋白)存在其中,是根瘤中调节氧气浓度的“开关”,氧气是豆科植物和根瘤菌呼吸必需的,但根瘤菌中的固氮酶更喜欢低氧环境,“氧气悖论”就产生了。这一悖论始终悬而未决,也就是说,迄今为止有关根瘤内豆血红蛋白基因表达

共生固氮菌的相关介绍

  在与植物共生的情况下才能固氮或才能有效地固氮,固氮产物氨可直接为共生体提供氮源。主要有根瘤菌属(Rhizobium)的细菌与豆科植物共生形成的根瘤共生体,弗氏菌属(Frankia,一种放线菌)与非豆科植物共生形成的根瘤共生体;某些蓝细菌与植物共生形成的共生体,如念珠藻或鱼腥藻与裸子植物苏铁共生形

请问固氮菌有哪些用途?

  在形形色色的固氮菌中,名声最大的要数根瘤菌了。根瘤菌平常生活在土壤中,以动植物残体为养料,自由自在地过着“腐生生活”。当土壤中有相应的豆科植物生长时,根瘤菌便迅速向它的根部靠拢,并从根毛弯曲处进入根部。豆科植物的根部细胞在根瘤菌的刺激下加速分裂、膨大,形成了大大小小的“瘤子”,为根瘤菌提供了理想

固氮酶的作用和结构

固氮酶是一种能够将氮分子还原成氨的酶。固氮酶是由两种蛋白质组成的:一种含有铁,叫做铁蛋白,另一种含铁和钼mo3+,称为钼铁蛋白。钼铁蛋白中含有7个铁,9个硫,1个钼,1个中心碳。

豆科植物固氮“氧气悖论”破解

根瘤被称为豆科植物的“固氮工厂”,反映豆科植物与固氮根瘤菌的共生关系。豆血红蛋白(又称共生血红蛋白)存在其中,是根瘤中调节氧气浓度的“开关”,氧气是豆科植物和根瘤菌呼吸必需的,但根瘤菌中的固氮酶更喜欢低氧环境,“氧气悖论”就产生了。这一悖论始终悬而未决,也就是说,迄今为止有关根瘤内豆血红蛋白基因表达

关于固氮酶组成结构分析

Fe蛋白Fe蛋白由 nifH基因编码 。对多种生物固氮酶铁蛋白的一级结构的测定结果表明 , Fe蛋白都不含色氨酸 ,酸性氨基酸的含量均高于碱性氨基酸 ,各属种间的同源性为 45% ~ 90%,说明铁蛋白的基本结构较为保守 。Fe蛋白是两个相同的亚基组成的 γ2型二聚体 。二聚体的分子量约为 59 ~

关于固氮菌的原理简介

  氮气是空气中的主要成分,占空气总量的五分之四。然而由于氮气分子被三条“绳索”--化学键所束缚,因此大部分植物只能“望氮兴叹”。固氮菌的本领在于它有一把“神刀”--固氮酶(含有Fe Co Mo即铁钴钼),可以轻易地切断束缚氮分子的化学键,把氮分子变为能被植物消化、吸收的氮原子。 俄罗斯莫斯科大学生

关于固氮酶的基本介绍

  固氮酶是一种能够将氮分子还原成氨的酶。固氮酶是由两种蛋白质组成的:一种含有铁,叫做铁蛋白,另一种含铁和钼mo3+,称为钼铁蛋白。钼铁蛋白中含有7个铁,9个硫,1个钼,1个中心碳。  1960年 ,人们获得了无细胞的固氮酶提取液,在此基础上 , Carnahan和 Mortenson等成功地实现了

研究揭示影响大豆与根瘤菌共生建立的关键因素

近日,东北农业大学教授辛大伟、副教授王锦辉团队揭示了广宿主根瘤菌Sinorhizobium frediiHH103的III型效应因子NopC通过与GmRAC1互作影响共生信号传递,进而影响大豆与根瘤菌共生建立。相关成果发表在Plant Communications上。大豆是人类和畜牧业的重要蛋白质来

“新品种+技术”助推大豆单产新突破

6月30日,中国农业科学院油料作物研究所在湖北天门举办大豆科技月月谈会议。中国工程院院士、南京农业大学教授盖钧镒等与会专家实地观摩,对中豆系列大豆新品种与配套新技术的集成推广应用给予高度评价。大豆作为我国重要的粮、油、饲兼用作物,其产能提升是国家战略需求的重要一环。今年中央一号文件专门对大豆等油料作

真菌相互作用促进质子释放

  大多数豆科植物与真菌共生。丛枝菌根真菌(AM)对磷(P)的吸收和根瘤菌对氮(N2)的固定具有重要的农学和生态学意义。植物-AM真菌-根瘤菌三个共生如何高效吸收营养的机制受到很多关注。AM真菌和根瘤菌能够有效地增加固氮和植物对土壤中磷的吸收,但这破坏了根部阴阳离子平衡,过多的阳离子需要从根部分泌出

转基因大豆与非转基因大豆并非“实质等同”

  在开始这篇博文前,让我们先来解释一个名词——实质等同原则。如果对转基因食品各种主要营养成分、主要抗营养物质、毒性物质及过敏性成分等物质的种类与含量进行分析测定,与同类传统食品无差异,则认为两者具有实质等同性,不存在安全性问题;如果无实质等同性,需逐条进行安全性评价。支持转基因食品上市者,一直宣称

我国学者破解豆科植物能量和共生固氮调节之谜

12月2日,河南大学省部共建作物逆境适应与改良国家重点实验室王学路团队在《科学》发表研究论文,揭示了豆科植物根瘤固氮能力调节的分子机制。在研究中,该团队发现一种新的能量感受器蛋白可以通过重新调整根瘤内部碳源的分配,调节豆科植物共生固氮能力。生物固氮是自然界生物可用氮的最大天然来源,豆科植物与根瘤菌可

固氮酶组分2的基本-信息

中文名称固氮酶组分2英文名称nitrogenase 2定  义一种铁硫蛋白。接受来自铁氧还蛋白的电子传递给固氮酶组分1,伴随着ATP水解为ADP。分子质量50~60 kDa,由2个单体组成,含4个铁原子,十几个硫原子。应用学科生物化学与分子生物学(一级学科),酶(二级学科)

固氮酶的多样性介绍

在 Bishop等发现第二套固氮系统以前 , 人们一直认为 ,钼铁蛋白和铁蛋白组成的固氮酶系统是固氮生物中起固氮作用的唯一系统 。 Bishop在对棕色固氮菌的研究中 ,发现存在另外一种固氮酶系统 , 使生物体在缺乏 Mo的条件下可以固氮生长 。这种含钒固氮酶只在无 Mo而有 V的条件下表达 ,由

固氮酶的多样性分析

在 Bishop等发现第二套固氮系统以前 , 人们一直认为 ,钼铁蛋白和铁蛋白组成的固氮酶系统是固氮生物中起固氮作用的唯一系统 。 Bishop在对棕色固氮菌的研究中 ,发现存在另外一种固氮酶系统 , 使生物体在缺乏 Mo的条件下可以固氮生长 。这种含钒固氮酶只在无 Mo而有 V的条件下表达 ,由

工业上常用的固氮方法是什么

N2+3H2=2NH3(可逆反应,条件高温高压催化剂)工业上利用合成氨实现人工固氮,最常用的是哈伯法,也就是氮气与氢气在高温高压催化剂(铁)作用下发生化合生成氨,然后再经一系列的反应转化为其他有价值的化合物,如硝酸、氮肥、含氮炸药等等。

关于固氮酶MoFe蛋白的介绍

  Kennedy等人通过 SDS-PAGE法 ,发现钼铁蛋白含有两种亚基 , 已经确定其为异四聚体 (α2 β 2 ),分子量约 220k~ 240kD之间 (因不同来源而异 )。α亚基分子量为 55kD,由 nifD基因编码 , 大小约为 500个氨基酸 ,氨基酸序列的同源性在 47% ~ 66

自生固氮菌的简介和培养

  自生固氮菌  还有一些固氮菌,如圆褐固氮菌,它们不住在植物体内,能自己从空气中吸收氮气,繁殖后代,死后将遗体“捐赠”给植物,让植物得到大量氮肥。这类固氮菌叫自生固氮菌。  培养  在实验条件下培养自生固氮菌,培养基中只需加入碳源(如蔗糖、葡萄糖)和少量无机盐,不需加入氮源,固氮菌可直接利用空气中

关于根瘤菌的主要用途介绍

  虽然空气成分中约有80%的氮,但一般植物无法直接利用,花生、大豆、苜蓿等豆科植物,通过与根瘤菌的共生固氮作用,才可以把空气中的分子态氮转变为植物可以利用的氨态氮。在种子发芽生根后,根瘤菌从根毛入侵根部,在一定条件下,形成具有固氮能力的根瘤,在固氮酶的作用下,根瘤中的类菌体将分子态氮转化为氨态氮,

国产大豆为何重要?

  大豆是我国重要口粮作物,目前年产1300万吨左右。我国大豆油用量最高,以大豆为主要原料的酱油为居民佐餐必备,面包等烘焙品,火腿肠等肉制品要用大豆蛋白做添加剂……  大豆不仅能够提供优质蛋白和植物油,还富含人体必需多种营养。大豆油所含亚麻酸、亚油酸等必需脂肪酸和脂溶性维生素对脂质蛋白代谢、血液流变

大豆玉米补贴终于来了-这次大豆补贴竟然高于玉米?

  关于东北三省和内蒙古自治区的2017年的玉米和大豆补贴方案我们已经盼望已久,今天,我们终于等到了黑龙江、辽宁的方案发出。相信其他省份也会相继公布的,请及时关注。  5月12日,从黑龙江省农业委员会获悉,为深入推进玉米“市场定价、价补分离”改革,调整完善大豆补贴政策,该省出台了《黑龙江省玉米和大豆

全息解读进口转基因大豆-国产天然大豆受冲击

  细心的消费者会发现转基因食品在我们的生活中已随处可见,超市中在售大豆油难觅非转基因的踪影。在调查中,几乎所有品牌的大豆油都注明使用了转基因原料,而配料中有大豆油和菜籽油的调和油基本使用的是转基因大豆和菜籽。   根据国际农业生物技术应用服务组织(ISAAA)的年度报告,2012年全球转基因作物

比砒霜还毒,如何从源头上避免花生受黄曲霉毒素污染?

  花生是我国重要的油料作物与经济作物,但花生在田间生长、收获和储运过程中,极易受到黄曲霉毒素污染。近年来,湖北襄阳通过引进花生ARC控毒固氮提质增产关键技术,探明ARC微生物菌剂对花生增产增效的作用,建立了万亩连片应用示范田,实现了花生的减肥增效。  8月24日,全国农业技术推广服务中心、中国农业

东北地理所大豆根瘤菌遗传多样性及其驱动因子研究获进展

   大豆是具有共生固氮功能的作物,其固氮效率的高低取决于土壤中根瘤菌的丰度、以及根瘤菌的有效性和高效性。然而土壤中的大豆根瘤菌的丰度、多样性主要受土壤环境因素影响。前人的研究均是在大尺度上通过广泛采集土壤样品,即利用土壤理化性质差异较大的土壤样品进行研究,从而找出影响大豆根瘤菌分布的土壤环境因子。

研究揭示孢囊线虫拮抗植物共生微生物的机制

6月17日,《自然—微生物》(Nature Microbiology)在线发表了中国农业科学院植物保护研究所/深圳基因组研究所研究员杨青团队与华中农业大学教授郭晓黎团队合作的研究论文。该研究揭示了大豆孢囊线虫通过分泌几丁质水解酶HgCht2拮抗根瘤菌和丛枝菌根真菌等共生微生物建立共生关系的分子机制,

研究揭示孢囊线虫拮抗植物共生微生物的机制

  6月17日,《自然—微生物》(Nature Microbiology)在线发表了中国农业科学院植物保护研究所/深圳基因组研究所研究员杨青团队与华中农业大学教授郭晓黎团队合作的研究论文。该研究揭示了大豆孢囊线虫通过分泌几丁质水解酶HgCht2拮抗根瘤菌和丛枝菌根真菌等共生微生物建立共生关系的分子机