科学家破译豆科植物与根瘤菌的共生之谜
在自然界中,豆科植物的根部与根瘤菌通过共生形成的根瘤器官,堪称一座“高效的天然氮肥工厂”。在这一共生关系中,植物为根瘤菌提供碳源,根瘤菌负责将空气中的氮气转化为植物可利用形式的氮肥。但是,豆科植物根系所处环境复杂,存在多种根瘤菌和其他细菌。植物如何精准识别并只允许“相匹配”的根瘤菌进入根部结瘤之谜,尚未完全破解。此前研究发现,豆科植物根系会分泌一种叫作“类黄酮类化合物”的化学信号,它如同一把特制的“信号钥匙”。而根瘤菌细胞内一个名为NodD的转录因子,其功能像一把“分子锁”,能够识别与之匹配的“信号钥匙”,从而启动共生程序。这一信号识别与激活过程被普遍认为是决定共生特异性的关键环节。然而,根瘤菌的“分子锁”NodD如何特异性识别类黄酮类化合物这把“化学信号钥匙”,一直是该领域备受关注且尚未完全阐明的科学问题。近日,中国科学院分子植物科学卓越创新中心团队,成功解析了豌豆根瘤菌NodD蛋白与类黄酮类化合物(橙皮素)结合的高分辨复合物......阅读全文
概述根瘤菌的生活习性
这种共生体系具有很强的固氮能力。已知全世界豆科植物近两万种。根瘤菌是通过豆科植物根毛、侧根杈口(如花生)或其他部位侵入,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。根瘤菌进入这些宿主细胞后被一层膜套包围,有
概述根瘤菌的共生过程
当豆科植物在幼苗期,土壤中的根瘤菌便被其根毛分泌的有机物吸引而聚集在根毛的周围,并大量繁殖。同时产生一定的分泌物,这些分泌物刺激根毛,使其先端卷曲和膨胀,同时,在根菌瘤分泌的纤维素酶的作用下,根毛细胞壁发生内陷溶解,随即根瘤菌由此侵入根毛。 在根毛内,根瘤菌分裂滋生,聚集成带,外面被一层粘液所包
根瘤菌的基本信息介绍
经过70年代和80年代初的研究,根瘤菌科的变化较大,现包括7属36种,但其中的放射土壤杆菌不能引起植物异常增生。根瘤菌属和慢生根瘤菌属 两属细菌都能从豆科植物根毛侵入根内形成根瘤,并在根瘤内成为分枝的多态细胞,称为类菌体。类菌体在根瘤内不生长繁殖,却能与豆科植物共生固氮,对豆科植物生长有良好作用
关于根瘤菌的基本信息介绍
根瘤菌(Rhizobium)主要指与豆类作物根部共生形成根瘤并能固氮的细菌,一般指根瘤菌属和慢生根瘤菌属;两属都属于根瘤菌目。 根瘤菌细胞皇杆状,有鞭毛和荚膜,不生芽孢。革兰氏染色阴性。在根瘤中生活的菌体呈梨形、棍棒形或“T”“X”“Y”等形状,这种变形的菌体称类菌体。每种根瘤菌都只能在一种或
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
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,
乳酸菌和根瘤菌是细菌还是真菌
乳酸菌和根瘤菌都是细菌。乳酸菌(lactic acid bacteria,LAB)是一类能利用可发酵碳水化合物产生大量乳酸的细菌的统称。这类细菌在自然界分布极为广泛,具有丰富的物种多样性,至少包含18个属,共200多种。根瘤菌(Rhizobium)主要指与豆类作物根部共生形成根瘤并能固氮的细菌,一般
华癸中慢生根瘤菌的形态特征
1、共同特征:杆状,能运动,有鞭毛,有夹膜,革兰氏阴性,内含PHB,裂殖;圆形中突菌落,半透明,可以液体培养;化能有机营养型,需氧,不需要光照,PH中性、28摄氏度生长良好,能共生固氮。2、个性特征: ①对碳源的利用((+)表示阳性,没有标记表示阴性,以下皆同):己二酸、阿拉伯糖醇(+)、D-树
最新研究揭示大豆与根瘤菌匹配性进化机制
1月15日,河南大学作物逆境适应与改良国家重点实验室教授王学路团队和华中农业大学教授李友国在《自然—植物》发表研究论文,揭示了大豆与根瘤菌共进化过程中,根瘤菌由裂隙侵染向根毛侵染方式转化的遗传、分子和进化机制,这种侵染方式的转变对于增强大豆共生固氮能力和提高大豆产量起到了重要作用。 该研究首
大豆芽孢杆菌慢生根瘤菌共生关系获揭示
近日,华南农业大学资源环境学院根系生物学研究中心研究员梁翠月课题组与云南农业大学教授梁泉合作,在国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助下,从植物-微生物互作层面揭示了芽孢杆菌抑制大豆-根瘤菌共生固氮效率的新机制。相关成果发表于《植物、细胞与环境》(Plant,Cell & Environme
根瘤菌培养基的成分和适用范围
Rhizobium medium (根瘤菌培养基)AS 9Yeast eztract (酵母膏) 1g Soil eztract (土壤浸提液) 200mlMannitol (甘露醇) 10g Agar (琼脂) 15gDistilled water (蒸馏水) 800ml pH 7.2[Note]
刺槐肽调控根瘤菌固氮机制取得重大进展
植物需要氮来生长,而许多豆科植物通过一种精妙的共生关系满足这一需求:它们在根部容纳能够固定大气中氮气并将其转化为可供植物利用形式的细菌。长期以来,科学界一直不清楚多年生植物如何在不破坏其细菌伙伴的情况下调控这种共生关系。由德国布伦瑞克工业大学领导的一个国际团队在发表于《Science Advance
科学家破译共生根瘤菌识别豆科植物机制
中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员杰睿(Jeremy Murray)团队与张余团队合作,首次成功解析了豌豆根瘤菌转录因子NodD蛋白与类黄酮类化合物(橙皮素)结合的高分辨复合物晶体结构,解析了NodD识别类黄酮类化合物的机制,并揭示NodD中决定信号识别特异性的关键结构元件,开辟了人工设计高效
科学家破译豆科植物与根瘤菌的共生之谜
在自然界中,豆科植物的根部与根瘤菌通过共生形成的根瘤器官,堪称一座“高效的天然氮肥工厂”。在这一共生关系中,植物为根瘤菌提供碳源,根瘤菌负责将空气中的氮气转化为植物可利用形式的氮肥。但是,豆科植物根系所处环境复杂,存在多种根瘤菌和其他细菌。植物如何精准识别并只允许“相匹配”的根瘤菌进入根部结瘤之谜,
科学家破译共生根瘤菌识别豆科植物机制
中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员杰睿(Jeremy Murray)团队与张余团队合作,首次成功解析了豌豆根瘤菌转录因子NodD蛋白与类黄酮类化合物(橙皮素)结合的高分辨复合物晶体结构,解析了NodD识别类黄酮类化合物的机制,并揭示NodD中决定信号识别特异性的关键结构元件,开辟了人工设计高效
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
研究揭示转录因子NIN在根瘤菌侵染时的关键作用
2月1日,Plant Physiology 杂志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、中国科学院-英国约翰·英纳斯中心植物和微生物科学联合研究中心(Center of Excellence for Plant and Microbial Sciences; CEPAM
研究揭示转录因子NIN在根瘤菌侵染时的关键作用
2月1日,Plant Physiology 杂志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、中国科学院-英国约翰·英纳斯中心植物和微生物科学联合研究中心(Center of Excellence for Plant and Microbial Sciences; CEPAM
上海生科院在豆科植物根瘤菌共生固氮研究中取得进展
8月12日,《自然-通讯》(Nature Communications)杂志发表了中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所王二涛研究组题为DELLA proteins are common components of symbiotic rhizobial and mycorrh
研究揭示结瘤因子受体复合体调控根瘤菌侵染的分子机制
近日,中国科学院分子植物科学卓越创新中心谢芳研究组在《自然-通讯》(Nature Communications)上发表了题为RinRK1 enhances NF receptors accumulation in nanodomain-like structures at root-hair t
科研人员分离并鉴定出一株新根瘤菌属新种
根瘤菌是典型的固氮细菌,与豆科植物的共生关系,能诱导豆科植物根或茎形成根瘤并在根瘤内将氮气还原为氨,是地球上最有效的生物固氮系统,对农业的可持续发展、全球氮循环影响深远。截至目前,已知根瘤菌主要分布于α、β和γ-变形菌纲,涵盖3个目、9个科和21个属,常见的有慢生根瘤菌属、根瘤菌属等。 新根瘤
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
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。
谢芳研究组揭示侵染线极性生长的分子机理
10月6日,The Plant Cell在线发表了中国科学院分子植物科学卓越创新中心谢芳研究组题为SPIKE1 Activates the GTPase ROP6 to Guide the Polarized Growth of Infection Threads in Lotus japoni
播种前对牧草种子的处理要点
因牧草品种的差异,播前须进行处理。如硬实处理和根瘤菌的接种,有利于种子的萌发,保证播种质量。 许多豆科牧草种子的种皮都具有一层排列紧密长柱状的马氏细胞,水分不易渗入,阻碍了吸水膨胀萌发。苜蓿的硬实率为10%,草木樨为39%。因此,在播种豆科牧草前,应对硬实种子进行处理。而在此之前,我们要对种子品质进
豆科系统发育基因组学和根瘤菌固氮共生演化研究获进展
原文地址:http://www.cas.cn/syky/202103/t20210322_4781822.shtml
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
45种培养基配方(细菌培养基与植物培养基)-(一)
THE COMPOSITION OF MEDIA 培养基及成分 1. Acetobacter Medium (醋酸菌培养基) Glucose (葡萄糖) 100g Yeasst extract (酵母膏) 10g CaCO3 20g Agar (琼脂) 15g
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
天津工生所在维生素工业菌种基因编辑方面取得进展
苜蓿中华根瘤菌含有维生素B12的全部合成基因,可以高效合成维生素B12,但其同源重组效率低,缺乏有效的基因编辑工具,严重限制了菌种的改造。因此,亟需在苜蓿中华根瘤菌中建立高效的基因编辑工具。 中国科学院天津工业生物技术研究所研究员张大伟团队在苜蓿中华根瘤菌基因编辑方面取得进展。他们构建了一个不