根瘤菌

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根瘤菌是固氮菌,在豆科植物(豆科植物)的根瘤内建立后固氮。为了表达固氮基因,根瘤菌需要植物宿主;他们不能独立固氮。通常,它们是革兰氏阴性、活动的、不形成孢子的杆菌。 根瘤菌是一组感染豆科植物根部形成根瘤的土壤细菌。根瘤菌存在于土壤中,感染后在豆科植物中产生根瘤,在那里它们固定大气中的氮气(N2),将其转化为更容易使用的氮形式。从这里,氮从根瘤中输出并用于豆科植物的生长。一旦豆科植物死亡,根瘤就会分...

根瘤菌

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根瘤菌是固氮菌,在豆科植物(豆科植物)的根瘤内建立后固氮。 为了表达固氮基因,根瘤菌需要植物宿主; 他们不能独立固氮。 通常,它们是革兰氏阴性、活动的、不形成孢子的杆菌。

根瘤菌是一组感染豆科植物根部形成根瘤的土壤细菌。 根瘤菌存在于土壤中,感染后在豆科植物中产生根瘤,在那里它们固定大气中的氮气 (N2),将其转化为更容易使用的氮形式。 从这里,氮从根瘤中输出并用于豆科植物的生长。 一旦豆科植物死亡,根瘤就会分解并将根瘤菌释放回土壤中,它们可以在土壤中单独生存或重新感染新的豆科植物宿主。

分类学

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根瘤菌是一个并系群,分为两类假单胞菌——α变形菌和β变形菌。 如下图所示,大多数属于生丝微生物目,但有几种根瘤菌出现在假单胞菌门的不同细菌目中。

这些群体包括各种非共生细菌。 例如,植物病原体农杆菌是根瘤菌的近亲,而不是结瘤大豆的慢生根瘤菌。

在农业中的重要性

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虽然在收获富含蛋白质谷物干草时,大部分氮被去除,但仍有大量氮留在土壤中以供未来作物使用。 这在不使用氮肥时尤为重要,例如在有机轮作计划或一些工业化程度较低的国家。 氮是世界上许多土壤中最常缺乏的养分,也是最常供应的植物养分。 通过化肥供应氮有严重的环境问题。

需要特定的根瘤菌菌株才能在根部形成能够固定 N2 的功能性结节。 存在这种特定的根瘤菌对豆科植物有益,因为固氮可以提高作物产量。 接种根瘤菌往往会增加产量。

多年来,豆科植物接种一直是一种农业实践,并且随着时间的推移不断改进。 每年接种 12-2000 万公顷大豆。 生产这些接种剂的技术是微生物发酵罐。 理想的孕育剂包括以下几个方面; xxx功效、易用性、相容性、高根瘤菌浓度、长保质期、在不同田间条件下的实用性和生存能力

这些接种剂可以促进豆科植物种植的成功。 作为结瘤过程的结果,作物收获后土壤中的硝酸盐含量较高,可用于下一季作物。

共生关系

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根瘤菌的独特之处在于它们是xxx与豆类植物共生的固氮细菌。 常见的作物和饲料豆类有豌豆菜豆、三叶草和大豆。

互利共生的本质

豆科植物-根瘤菌共生是互利共生的典型例子——根瘤菌为植物提供氨或氨基酸,并反过来接受有机酸(主要是苹果酸琥珀酸二羧酸)作为碳源和能源。 然而,由于几个不相关的菌株感染了每一株植物,一个典型的公地悲剧就出现了。 骗子菌株可能会囤积聚羟基丁酸等植物资源,以便在不固定大量氮的情况下进行自身繁殖。 考虑到结瘤的成本和根瘤菌作弊的机会,这种共生关系的存在可能令人惊讶。

根瘤菌

感染与信号交换

共生关系的形成涉及双方之间的信号交换,导致共生结构的相互识别和发展。 建立这种共生关系的最广为人知的机制是通过细胞内感染。 根瘤菌在土壤中自由生活,直到它们能够感觉到类黄酮,2-苯基-1.4-苯并吡喃酮的衍生物,它们由寄主植物的根部分泌,引发大量细胞的积累并最终附着在根部 头发。 然后,这些类黄酮促进属于转录调节因子 LysR 家族的 NodD 的 DNA 结合活性,并在细菌进入根毛后触发点头因子的分泌。 Nod 因素触发根毛内部一系列复杂的发育变化,从根毛卷曲开始,然后形成感染线。

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词条目录
  1. 根瘤菌
  2. 分类学
  3. 在农业中的重要性
  4. 共生关系
  5. 互利共生的本质
  6. 感染与信号交换

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