固氮根瘤

豆科植物根瘤

与相应的豆科植物共生固氮的根瘤菌很多，迄今从豆科植物根瘤中分离出来并进行过研究的约有100多种，在生产上应用的种类不足1/5。

简介

在分类上确定了分类地位的现在有5个属，它们分别是：根瘤菌属(Rhizobium)、慢生根瘤菌属(Bradyrhizobi-um)、中华根瘤菌属(Sinorhizobium)、固氮根瘤菌属(Azorhizobium)和中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium)。每个根瘤菌属包括至少1个种。

相关资料

法国发展研究所科学家新近研究发现

两种具有降解土壤中污染物作用的固氮根瘤菌，这一发现发表在最新出版的英国《自然》杂志上。法国研究人员对赤道地区大量的豆科植物的根瘤菌进行了研究分析，结果发现，出自南非和法属圭亚那的两种根瘤菌与至今发现的所有根瘤菌在基因结构方面有所不同，它们在降解某些污染物方面有很强的能力。这两种根瘤菌是伯克霍尔德氏菌和贝塔－蛋白菌菌族。认为，如果豆科植物与所发现的固氮根瘤菌共生，则会构成一个天然的除污细菌库，从而使受污染的土地重新充满生机。在土壤保护方面将有很大的应用潜力。

豆科植物的根瘤根瘤菌属中有十几种根瘤菌，这些根瘤菌与豆科植物具有特殊的互利共生关系，也就是一种根瘤菌只能在一种或若干种豆科植物的根上形成根瘤。根据每种根瘤菌只能在特定的一种或若干种豆科植物上结瘤的现象，人们把根瘤菌及其豆科寄主分成不同的族，这些族也叫做互接种族。一种豆科植物的根瘤菌只能使同一个互接种族内的其他豆科植物结瘤。形成互接种族的原因是，豆科植物的根毛能够分泌一类特殊的蛋白质，根瘤菌细胞的表面存在着多糖物质，只有同族豆科植物根毛分泌的蛋白质与同族根瘤菌细胞表面的多糖物质才能产生特异性结合。

常见的互接种族及所含的豆科植物

有：

苜蓿族：包括苜蓿属和草木犀属植物；

三叶草族：只有三叶草属一个属；

豌豆族：包括豌豆属、蚕豆属、山黧豆属、兵豆属和鹰嘴豆属植物；

四季豆族：包括四季豆属中四季豆等植物；

大豆族：只有大豆属一个属；

豇豆族：包括豇豆、花生、绿豆、赤豆等植物；

紫云英族：只有黄芪属一个属（包括紫云英、沙打旺等）。

当豆科植物的根系在土壤中生长时，会刺激同一互接种族的根瘤菌在根系附近大量繁殖。豆科植物对根瘤菌的这种影响，在土壤中可以达到2～3cm的距离。这样，根系附近的、与该种豆科植物同族的根瘤菌就会不断地繁殖并聚集到根毛的顶端。聚集在根毛顶端的根瘤菌分泌一种纤维素酶，将根毛顶端的细胞壁溶解掉。随后，根瘤菌从根毛顶端侵入到根的内部，并形成感染丝（感染丝是指根瘤菌排列成行，外面包有一层黏液状的物质）。根瘤菌就这样不断地进入根内，并且大量繁殖。在根瘤菌侵入的刺激下，根细胞分泌一种纤维素，将感染丝包围起来，形成一条分支或不分支的纤维素鞘，这样的结构叫做侵入线（图2-4）。侵入线不断地向内延伸，一直到达根的内皮层。根的内皮层处的薄壁细胞受到根瘤菌分泌物的刺激，不断进行细胞分裂，从而使该处的组织膨大，最终形成根瘤。

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