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能量供应是限制生物固氮效率的重要因素,电子传递复合体是生物固氮过程中能量产生的重要组成部分。基因组分析表明,在联合固氮菌施氏假单胞菌A1501基因组中存在两套编码电子传递复合体rnf,分别为基因簇rnf1和rnf2,其中rnf1位于固氮基因岛上,rnf2基因簇位于核心基因组上。为了明确两套电子传递体在生物固氮过程中的功能,分别构建了rnf1和rnf2基因簇的突变株并测定了相关表型。结果发现,在基本培养基中两个基因簇的突变都不影响菌体生长,可能相互之间存在着功能互补;固氮酶活性测定结果表明,位于固氮基因岛中的rnf1基因簇缺失造成固氮酶活下降80%以上,而rnf2基因簇的缺失对酶活无显著影响。进一步采用启动子-lacZ融合表达策略探究了基因簇rnf1对固氮酶结构基因nifH转录的影响,发现rnf1极性突变株中nifH的启动子转录活性仅为野生型的17.59%,推测rnf1缺失造成了固氮条件下能量产生匮乏,胞内碳氮比失衡,进而造成固氮系统表达受抑制。 相似文献
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《江苏农业科学》2017,(1)
对5株固氮与11株非固氮斯氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)基因组开展综合比较分析,从基因组水平上研究斯氏假单胞菌种内遗传多样性及其固氮基因岛进化机制。核心与元基因组分析发现,16个斯氏假单胞菌拥有的独特基因数占元基因数的46.37%;基于平均核苷酸相似度分析,这16个菌株被划分为11种不同的基因组变异型,表明斯氏假单胞菌基因组异质化程度高。固氮基因岛及进化树分析表明,5株固氮菌属于3种不同基因组变异型,它们的固氮基因岛及其侧翼序列保守性好,而且固氮酶基因进化树与菌株谱系进化树呈现高度一致性。据此推测,斯氏假单胞菌祖先可能通过水平基因转移的方式获得固氮基因岛,从而转变为固氮菌,但是在后期进化过程中,绝大部分固氮菌株丢失了固氮基因岛。 相似文献
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生物固氮是一项具有重大应用前景的基础研究,进入90年代以来,生物固氮的研究又有了许多新的进展: 一、固氮酶结构、固氮基因研究及高效固氮菌的培育 搞清生物固氮酶的结构和模仿生物固氮的过程,对生物固氮研究的突破有着重要意义。最近美国科学家在对固氮酶的结构研究方面取得重要进展,他们利用X光晶体学手段,已基本揭示出固氮酶内一种重要蛋白质的结构,对另外一种蛋白质的结构分析也已接近完成。固氮酶实际上是由两种不同蛋白质组成的二聚物,两种蛋白质中较小的一种为铁蛋白,另一种为铁——钼蛋白。美国加州理工学院的道格等人最近完成了对铁蛋白结构的分析,分辨率达3.0埃。他们的分析表明,铁蛋白的结构极不寻常,它看上去就 相似文献
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杨洁彬 《中国农业大学学报》1983,(4):87-94
生物固氮是生物科学中一个重要的研究课题。对共生固氮微生物,如根瘤菌(Rhizo-bium),自生固氮微生物,如固氮菌(Azotobacter)的研究已有上百年的历史了。联合固氮(Associative Nitrogen Fixation)是近几年来才明确提出的一个概念,可以说是生物固氮中的一个新领域。联合固氮微生物不同于共生固氮微生物,它不与寄主植物形成特殊的组织。但也不同于自生固氮微生物,它紧密地附在根表,甚至有人报导它可存在于根组织内。目前发现的联合固氮类型都是细菌—植物联合固氮。固氮螺菌(Azospirillum)是其中一种主要的固氮细菌,由于它与禾木科作物联合固氮而受到重视。 相似文献
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非豆科植物固氮系统研究进展 总被引：2，自引：0，他引：2
生物固氮是地球上最大规模的氮肥生产工厂,其中豆科植物和根瘤菌的共生结瘤固氮已为人们所熟知。非豆科植物与与之共生的微生物组成的两大类固氮系统,一是共生结瘤固氮系统,分别由非豆科木本双子叶植物与弗氏放线菌、非豆科双子叶植物与根瘤菌、裸子植物与细菌组成;二是联合固氮系统,分别由单子叶植物与联合固氮菌、非豆科木本双子叶植物与联合固氮菌组成,它们都是陆地生态系统中的重要供氮者。 相似文献
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本项研究采用目前国际上普遍公认的研究生物固氮活性的方法（乙炔还原－气相色谱法）对３种微生物固氮菌肥的固氮活性进行检测，并尽可能地排除检测过程中可能导致乙炔还原生成的乙烯和多种导致乙烯产生的非固氮菌因素，从而保证分析数据的真实性．在系统设计方案的基础上，对不同产地的３种固氮菌肥进行了认真的检测． 相似文献
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非豆科植物根际联合固氮作用广泛存在于水稻、玉米等根际,在农作物节肥增产方面具有巨大的应用潜力。施氏假单胞菌A1501是一株分离自水稻根际的模式联合固氮菌,接种该菌对水稻和玉米均具有良好的促生效果。为了进一步研究根际固氮与促生效果的关系,利用突变型泌铵固氮菌株（1568/pVA3）和转基因氮高效利用玉米品系共同构建高效固氮体系,并在温室条件下进行促生及生物固氮量评价。播种60 d后对玉米生长量和微生物固氮量进行分析,结果表明：固氮施氏假单胞菌接种后氮高效利用和对照玉米品系的地上和地下部生物量都显著高于不接种对照,但是固氮菌接种对氮高效利用玉米和对照玉米的总生物量没有显著影响。氮高效利用玉米接种1568/pVA3菌株后,植株生物量较施肥处理提高25.5%,全氮含量较不接种对照增加39%,15N同位素稀释法测定生物固氮量为0.8 g·株-1;接种野生型后植株生物量较施肥处理提高24.8%,生物固氮量为0.64 g·株-1。研究结果表明,通过将固氮菌尤其是泌铵工程菌与氮高效利用玉米建立联合固氮体系可以显著提高根际固氮量和植株生物量,据估算每公顷可节省化肥约23%,而对照体系为7.5%。 相似文献
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近年来,在对肺炎克氏杆菌(Klebsiella pneumoniae)nifA产物研究的基础上已建立了固氮基因调控的模型。固氮基因(nif)的表达受氮调节系统ntr和nifAL操纵子的两个系统的调控。本实验将固氮基因nifHDK启动子、aphA-6基因和rbcL3’构建aphA-6基因表达盒,克隆到pSK.KmR载体,将其转入到大肠杆菌中验证nifHDK启动子的表达活性。结果表明,只有在转入外源nifA基因时,nifHDK启动子才具有转录活性,aphA-6基因才能表达。验证了NifA蛋白和σ54因子是固氮基因的正向调节蛋白,为下一步固氮生物工程研究提供了理论基础。 相似文献
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施氏假单胞菌A1501中电子传递体基因簇rnf1位于固氮基因岛上,该基因簇的突变造成固氮酶活显著下降。在rnf1基因簇的启动子区含有固氮调控蛋白NifA的保守结合序列,实时定量qRT-PCR分析证实了nifA突变株中rnf1基因簇的表达量与野生型相比急剧下调,暗示着NifA直接参与rnf1基因簇的表达调控。细菌单杂交系统的体内互作实验表明,在大肠杆菌体内NifA与rnf1基因簇启动子存在直接相互作用;进一步的凝胶阻滞试验证明原核表达纯化的NifA蛋白与rnf1基因簇启动子序列存在体外直接结合。上述结果从分子水平上给出了两者间相互作用的直接证据,为深入研究联合固氮基因的表达调控网络奠定了基础。 相似文献
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基于前期对华癸中慢生根瘤菌(Mesorhizobium huakuii)7653RsRNA(small non-coding RNA,sRNA)的生物信息学预测,经Northern blot验证获得SraGsRNA。本研究采用RACE与转录组高通量深度测序确定了SraG全长,并分别利用RNAfold软件和TargetRNA软件预测了SraG二级结构和靶位点,进而构建了M.huakuii 7653R的SraG插入失活突变体(M.huakuii SraGmut),并对突变体接种紫云英的共生表型进行了检测。盆栽试验结果表明,与野生型菌株M.huakuii 7653R相比,接种突变株M.huakuii SraGmut的固氮能力显著下降,突变株固氮酶活性下降约40%,植株鲜质量和根瘤数目也显著降低。结果表明,SraG的功能与M.huakuii 7653R的共生固氮过程相关,作为sRNA可能参与根瘤菌的共生固氮调控过程。 相似文献
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不同碳源物质对土壤无机氮生物固定的影响 总被引：8，自引：0，他引：8
采用培养试验方法 ,研究了不同碳氮比值的碳源物质对土壤无机氮生物固定的影响及其在土壤氮素调控中的作用。结果表明 :①单独施用碳氮比较高的麦秸、玉米秸和豆秸时 ,土壤微生物的固氮能力明显降低 ,高碳氮比的麦秸并没有表现出对土壤无机氮强烈固定的优势 ,而碳氮比较低的鸡粪对土壤无机氮没有固定作用 ;②当碳氮比较高的麦秸、玉米秸及豆秸与化肥配合施用时 ,土壤微生物的固氮能力明显增强 ,与单施化肥相比 ,麦秸、玉米秸和豆秸配施化肥 ,对肥料氮的最大固定率分别提高 2 5 31 %、 1 2 46%和 1 0 64%;③土壤微生物对土壤无机氮的生物固定有重要的“保肥”和“稳肥”机能。 相似文献
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张绍成 《河北农业大学学报》1990,13(2):105-109
本文讨论了在温和条件下从空气进行化学固氮的问题。在比较了生物固氮和化学固氮的基础上,认识到其间的一些共同特点,这就是为使氮分子活化必须要有过渡金属。随之讨论了有关这方面的机理。为了模拟生物固氮,对固氮酶进行了一系列的研究。本文试就固氮催化剂的化学模型进一步提出一些看法。 相似文献
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大豆可与根瘤菌共生进行生物固氮,固氮机制受许多基因诱导调控,类胡萝卜素裂解双加氧酶(carotenoid cleavage dioxygenases,CCDs)可调控多种植物激素、色素、芳香类化合物的合成与代谢.为探讨其在大豆生物固氮中的功能,从大豆育成品种中黄15中克隆类胡萝卜素裂解双加氧酶GmCCD8基因,分析了该... 相似文献
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弗兰克氏菌（Ｆｒａｎｋｉａ）与植物共生结瘤固氮的意义不亚于豆科植物的根瘤菌,并有更广阔的研究开发前景．本文简要介绍了弗兰克氏菌的研究历史;着重评述了弗兰克氏菌的宿主种类、菌种分类、固氮数量、适应范围、固氮特性、新共生体系和侵染作物等的研究进展;并对弗兰克氏菌的进一步研究开发提出思路和展望 相似文献