大豆根瘤菌的侵染、根瘤形成過程的研究.pdf

1、大豆(Glycine max(L.) Merrill）是具有高效固氮能力的豆科植物，在世界各地均有廣泛種植。大豆的固氮能力是通過根瘤菌侵染根毛形成根瘤實現(xiàn)的?？蔀槿藗?nèi)粘Ｉ钐峁┴S富的植物蛋白質(zhì)，因此大豆的種植得到了廣泛的關注，大豆也成為我國重要的糧食作物。
　　本實驗以東農(nóng)46作為實驗材料，利用石蠟切片、半薄切片和超薄切片，與光學顯微鏡、透射電子顯微鏡和掃描電子顯微鏡技術相結合，對大豆根瘤及根瘤菌的發(fā)育過程進行詳細的研究，利用光

2、學顯微鏡在顯微結構層次上觀察大豆根瘤及根瘤菌的結構;利用透射電子顯微鏡與掃描電子顯微鏡在亞顯微結構層次上觀察大豆根瘤及根瘤菌的結構，本研究在前人的科研基礎上重復并加以深入，從而全面且系統(tǒng)的研究大豆根瘤及根瘤菌發(fā)育過程中亞顯微結構的特點，從而了解其發(fā)育過程中固氮作用的特點，進一步完善大豆固氮機理的研究，也為大豆的增殖增產(chǎn)提供理論支持。
　　實驗結果如下:
　　(1)可與大豆根共生固氮產(chǎn)生根瘤的根瘤菌是通過形成侵入線，侵染宿主細

3、胞，形成外部為皮層內(nèi)部為中心組織的根瘤。中心組織也就是侵染區(qū)，分為侵染細胞和非侵染細胞。但侵染細胞所占有的體積遠遠大于非侵染細胞的體積。
　　(2)侵入線通過釋放細胞壁降解類物質(zhì)，打破宿主細胞細胞壁，根瘤菌隨侵入線進入宿主細胞，完成對細胞的侵染過程。侵染初期，根瘤菌由完整的泡囊包被，每個泡囊內(nèi)含有一個或幾個根瘤菌。
　　(3)根瘤形成初期，部分根瘤菌在侵染線內(nèi)已經(jīng)開始分裂增殖，根瘤菌內(nèi)便有多磷酸鹽(PP)顆粒存在，含量較少，

4、且多位于根瘤菌擬核附近。隨著根瘤菌的分裂增殖，多磷酸鹽顆粒也隨之分裂，含量也隨之增多。侵染宿主細胞的的侵染線壁降解，根瘤菌被釋放進入宿主細胞。根瘤菌開始大量分裂增殖。在根瘤發(fā)育初期根瘤菌內(nèi)有少量的多磷酸鹽顆粒產(chǎn)生，隨著根瘤菌增殖的進行，多磷酸鹽顆粒積累不斷增多，增殖到某一時期，有聚-β-羥基丁酸鹽(PHB)顆粒產(chǎn)生，根瘤菌內(nèi)多磷酸鹽顆粒隨聚-β-羥基丁酸鹽顆粒的增多而減少，根瘤菌的固氮能力也由弱到強。
　　(4)根瘤成熟期，宿主細

5、胞內(nèi)幾乎全部為根瘤菌，且根瘤菌內(nèi)存在大量的聚-β-羥基丁酸鹽顆粒，侵染細胞所占的比例和體積均達到最大，都遠大于非侵染細胞。在成熟期的宿主細胞內(nèi)有較多變形的線粒體存在，粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和核糖體數(shù)量增多，淀粉粒幾乎全部消失。此時宿主細胞中的根瘤菌小而多，結構清晰，泡囊完整，此時期根瘤的固氮能力達到最強。
　　(5)根瘤衰退期，先出現(xiàn)衰退現(xiàn)象的是細胞核及核仁，核仁先解體，細胞核嚴重變形，核膜破壞，透射電子顯微鏡下觀察到結構不完整的核膜，核膜沒