固氮作用(nitrogenfixation)
分子态氮被还原成氨和其他含氮化合物的过程。自然界氮(N2 )的固定有两种方式:一种是非生物固氮,即通过闪电、高温放电等固氮,这样形成的氮化物很少;二是生物固氮,即分子态氮在生物体内还原为氨的过程。大气中90%以上的分子态氮都是通过固氮微生物的作用被还原为氨的。生物固氮是固氮微生物的一种特殊的生理功能,已知具固氮作用的微生物约近50个属,包括细菌、放线菌和蓝细菌(即蓝藻),它们的生活方式、固氮作用类型有较大区别,但细胞内都具有固氮酶。不同固氮微生物的固氮酶均由钼铁蛋白和铁蛋白组成。固氮酶必须在厌氧条件下,即在低的氧化还原条件下才能催化反应。固氮作用过程十分复杂,目前还不完全清楚。各种固氮微生物进行固氮作用的总反应可用以下简式表示:根据固氮微生物与高等植物的关系,可分为自生固氮菌、共生固氮菌以及联合固氮菌。其所进行的固氮作用分别称为自生固氮,共生固氮或联合固氮。 ......阅读全文
南海氮循环的演化历史及其对气候变化响应获揭示
近日,中国科学院广州地球化学研究所副研究员叶丰、博士生王利伟、研究员韦刚健等人在剔除沉积物无机氮干扰的基础上,研究揭示了末次冰消期以来南海北部水体氮循环的演化历史及其对气候变化的响应。相关成果发表于《古海洋学和古气候学》。氮是大多数海洋生态系统浮游植物光合作用最重要的限制性元素之一,其来源与迁移转化
浅述土壤温度记录仪是如何改善农业发展的
土壤温度记录仪的首要用途就是用于实时测量土壤的水分和温度。我们知道土壤水分和温度是土壤的重要组成部分,对作物的成长、节水灌溉等有着非常重要的作用。而凭借土壤温度记录仪对其进行测定,能够把握土壤的水分(墒情)的散布状况,为差异化的节水灌概供给科学的依据,同时经过测定的数据进行准确的供水,这样也有利于
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
海洋优势固氮类群束毛藻对海洋酸化响应研究取得新进展
在“全球变化及应对”重点专项的支持下,“海洋生态系统储碳过程的多尺度调控及其对全球变化的响应”项目团队在海洋优势固氮类群束毛藻对海洋酸化响应研究方面取得新进展。 该专项中厦门大学史大林教授团队分析了束毛藻对海洋酸化响应的细胞生理及分子生物学实验数据,并在此基础上建立了一个束毛藻“资源最优化分配
概述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 ,
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
苔藓物种多样性如何影响生态系统的物质循环?
苔藓物种多样性对生态系统的物质循环有着多方面的影响:养分吸收与储存不同的苔藓物种具有不同的养分吸收能力和偏好。多样性丰富的苔藓群落能够更全面地吸收多种养分元素,如氮、磷、钾等。一些苔藓可以有效地储存这些养分,在环境养分供应不足时缓慢释放,维持生态系统中养分的相对稳定。固氮作用部分苔藓物种与固氮微生物
我国研发出国际领先新型大麻纤维
中国工程院院士、军需材料专家周国泰12月20日向纺织专家介绍“毛型大麻纤维生产技术研究”成果。中新社记者 曾利明 摄 中国工程院院士、军需材料专家与大连工业大学教授合作进行的“毛型大麻纤维生产技术研究”获得突破性成果:采用该技术可生产出长度81.5mm的毛型大麻纤维
厌氧环境下绿色生态种养殖的氮源探讨
从上海市农业科技重点攻关项目----智能设施装备科技创新产业工程项目“秸秆全量还田条件下栽培土壤环境改良技术研究”【沪农科攻字(2015)第3-2号】课题开始,每年各项目/课题验收汇报时,专家往往都会提出这个问题:你们不用化肥、大幅减少了生物制剂的投放,增产所需的氮源从何而来?1.1【水产养殖案例】
在绿肥产业中纳入根瘤菌研究
紫云英照片(左图为未接种高效菌剂对照植株,右图为接种高效菌剂植株) 张俊杰摄近年来,农业中不断使用化肥造成了许多问题,很多专家建议采用可再生能源和可持续能源的耕作方法。这些方法包括有机和动物肥、农家肥、堆肥和绿肥等,其中绿肥应用最为广泛。绿肥是指直接或经堆沤后施入土壤作为肥料使用的栽培或野生绿
我国研究团队揭示檀香人工林缘何“以贵养贵”
檀香心材含有名贵精油,是全球最具经济价值的树种之一。但由于檀香的半寄生身份,檀香人工林培育中需要配置寄主植物为其传递养分。 近日,中国林业科学研究院热带林业研究所在国际林学期刊《森林生态和管理》(Forest Ecology and Management)上发表最新研究成果,揭示了檀香在群落中
菌细胞的生长方式介绍
细菌的营养方式有自养及异养,其中异营的腐生细菌是生态系中重要的分解者,使碳循环能顺利进行。部分细菌会进行固氮作用,使氮元素得以转换为生物能利用的形式。 细菌是一种单细胞生物体,生物学家把这种生物归入 “裂殖菌类”。细菌细胞的细胞壁非常像普通植物细胞的细胞壁,但没有叶绿素。因此,细菌往往与其他缺
研究发现硝酸盐抑制共生结瘤的新机制
10月8日,Nature Plants 在线发表了中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所谢芳研究组题为NIN interacts with NLPs to mediate nitrate inhibition of nodulation inMedicagotruncat
谢芳研究组发现硝酸盐抑制共生结瘤的新机制
2018年10月8日,《Nature Plants》在线发表了中科院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所谢芳研究组题为“NIN interacts with NLPs to mediate nitrate inhibition of nodulation inMedicagotrunca
我国学者揭示潮流/径流双向胁迫下的河口湿地微生物响
在气候变化和人类活动双重影响下,全球近80%的滨海湿地生态环境遭到不同程度的破坏,湿地恢复和功能提升已成为国内外研究的热点。已有研究表明,工农业活动、围填海养殖和石油开采等人类活动对黄河三角洲滨海湿地的退化过程和微生物群落结构产生重要影响。然而,在潮流和径流双向胁迫下,黄河口咸淡水交互区湿地的微
科学家揭秘极端环境管状蠕虫氮循环地化印记
近日,上海海洋大学教授冯东团队针对深海冷泉管状蠕虫生命活动的地球化学印记研究取得突破,相关研究已在Geology发表。冷泉等深海极端生态系统是探索地球生命起源和演化过程的潜在候选环境。这些生态系统通常依赖化能自养微生物与其宿主的共生关系,形成深海“荒漠”中的生命“绿洲”,其中管状蠕虫是最具代表性的宏
科学家揭秘极端环境管状蠕虫氮循环地化印记
近日,上海海洋大学教授冯东团队针对深海冷泉管状蠕虫生命活动的地球化学印记研究取得突破,相关研究已在Geology发表。海马冷泉发育的管状蠕虫。(“海马”号拍摄,陶军供图)冷泉等深海极端生态系统是探索地球生命起源和演化过程的潜在候选环境。这些生态系统通常依赖化能自养微生物与其宿主的共生关系,形成深海“
蓝细菌有核糖体吗
有70S核糖体蓝细菌 (cyanobacteria) 亦称蓝藻或蓝绿藻。它与高等绿色植物和高等藻类一样,含有光合色素 -- 叶绿素 a ,进行放氧性光合作用。一、形态与结构它的细胞核没有核膜,没有有丝分裂器,细胞壁与细菌相似,外层为脂多糖组成,内层由肽聚糖组成。革兰氏染色阴性。化学组成最独特之处是含
蓝细菌有核糖体吗
有70S核糖体蓝细菌 (cyanobacteria) 亦称蓝藻或蓝绿藻。它与高等绿色植物和高等藻类一样,含有光合色素 -- 叶绿素 a ,进行放氧性光合作用。一、形态与结构它的细胞核没有核膜,没有有丝分裂器,细胞壁与细菌相似,外层为脂多糖组成,内层由肽聚糖组成。革兰氏染色阴性。化学组成最独特之处是含
Handy-PEA和氧电极阐明干燥发菜补水后光合活性恢复的机理
利用Handy PEA和氧电极阐明干燥发菜补水后光合活性恢复的机理发菜(拉丁学名:Nostoc flagelliformeBorn. et Flah.),中文学名:发状念珠藻,是蓝藻门念珠藻目的一种藻类,广泛分布于世界各地(如中国、俄罗斯、索马里、美国等)的沙漠和贫瘠土壤中,因其色黑而细长,如人的头
陈文新:生物固氮可促进农业持续发展
发展食用菌产业不仅可以致富,还能变废弃物为资源和促进有机农业的发展。陈文新 最近研究发现,化学氮肥用量的增加是中国空气中氨浓度稳步上升的重要原因,特别是在雾霾最严重的华北平原。 为尽快改变现状,我们建议,一是将动植物遗留的废弃物通过栽种食用菌等方式,将菌渣加适量化肥转变成农田肥料使用;二是充
中国科大等揭示调控蓝藻碳氮代谢平衡的新机制
中国科学技术大学微尺度物质科学国家研究中心和生命科学学院教授周丛照、陈宇星课题组,与中科院水生生物研究所教授张承才课题组合作,阐明了蓝藻全局性转录因子NdhR通过结合不同的代谢小分子,快速响应环境变化,协同调控碳氮代谢的分子机制。该研究成果以Coordinating carbon and nit
根瘤和菌根
(一)根瘤 豆科植物的根系上常常有一些瘤状结构,称为根瘤(图24-l)。根瘤是由于根瘤菌从根毛侵入,然后穿入皮层的细胞,大量繁殖,同时分泌一些刺激物质,使邻近的皮层细胞强烈分裂,体积膨大,在根上形成了瘤状突起。 根瘤菌一方面从皮层细胞吸取水分和养料,另一方面它能固定空气
陈文新院士:生物固氮可促进农业持续发展
最近研究发现,化学氮肥用量的增加是中国空气中氨浓度稳步上升的重要原因,特别是在雾霾最严重的华北平原。 为尽快改变现状,我们建议,一是将动植物遗留的废弃物通过栽种食用菌等方式,将菌渣加适量化肥转变成农田肥料使用;二是充分发挥生物固氮作用。通过这两项措施可大幅减少化学氮肥用量,既能培肥土壤,又能达
植物养分利用与重金属毒害原位研究先进技术综述-2
二、多光谱荧光动态显微成像技术(Fluorescence Kinetic Microscope)FluorCam叶绿素荧光成像技术的出现解决了研究各种胁迫因素对植物宏观光合表型的问题。但对于微观层次,每个细胞乃至叶绿体的光合表型研究还是无能为力。就在Nedbal开发FluorCam叶绿素荧光成像技术
全自动定氮仪分析土壤氮是大豆氮源的主要来源
大豆在生长过程中最主要的养料之一就是氮素,它的来源比较复杂,通过长期的分析发现, 主要来自根瘤固氮、土壤氮和肥料氮三个部分。为此对大豆种植氮素来源的研究需要严谨的进行。本实验利用15N同位素示踪技术,针对东北春大豆主产区,选用 不同品质类型品种,对于春大豆氮素来源进行较系统的研究,从而掌握大豆氮素来
自养微生物驱动氢氧化锑还原及尾矿修复获揭示
近日,广东省科学院生态环境与土壤研究所研究员孙蔚旻团队在国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助下,研究揭示了自养微生物驱动的氢氧化耦联锑还原过程及其尾矿修复潜能,并进行了相关实验验证。相关成果发表于《微生物组》(Microbiome)。Azospirillum和Hydrogenophag
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
研究揭示长期施肥抑制根际微生物固氮的作用机制
生物固氮是地球上最重要的生态过程之一,在农田生态系统中,作物总生物量中大约24%的氮来源于微生物的非共生固氮过程。根际是农田土壤中微生物最为活跃的区域,根际中固氮微生物群落与作物的生长息息相关。然而,长期以来,大量化肥及有机物料的投入大大降低了农田土壤微生物的固氮作用。近年来,土壤固氮功能微生物
固氮的主要分类
人工固氮人工固氮长期以来,人们期望着农田中粮食作物能像豆科植物一样有固氮能力,以减少对 化肥的依赖。70年代首先实现了细菌之间的固氮 ... 主要在合成氨中实现人工固氮(工业上通常用H2和N2 在催化剂、高温、高压下合成氨,化学方程式:N2 + 3H2=(高温高压催化剂)2NH3)。 所有的含氮化学