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(shí)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(guān)注，大豆也成為我國(guó)重要的糧食作物。
　　本實(shí)驗(yàn)以東農(nóng)46作為實(shí)驗(yàn)材料，利用石蠟切片、半薄切片和超薄切片，與光學(xué)顯微鏡、透射電子顯微鏡和掃描電子顯微鏡技術(shù)相結(jié)合，對(duì)大豆根瘤及根瘤菌的發(fā)育過程進(jìn)行詳細(xì)的研究，利用光

2、學(xué)顯微鏡在顯微結(jié)構(gòu)層次上觀察大豆根瘤及根瘤菌的結(jié)構(gòu);利用透射電子顯微鏡與掃描電子顯微鏡在亞顯微結(jié)構(gòu)層次上觀察大豆根瘤及根瘤菌的結(jié)構(gòu)，本研究在前人的科研基礎(chǔ)上重復(fù)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(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，從而了解其發(fā)育過程中固氮作用的特點(diǎn)，進(jìn)一步完善大豆固氮機(jī)理的研究，也為大豆的增殖增產(chǎn)提供理論支持。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)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(xì)

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(xì)胞和非侵染細(xì)胞。但侵染細(xì)胞所占有的體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于非侵染細(xì)胞的體積。
　　(2)侵入線通過釋放細(xì)胞壁降解類物質(zhì)，打破宿主細(xì)胞細(xì)胞壁，根瘤菌隨侵入線進(jìn)入宿主細(xì)胞，完成對(duì)細(xì)胞的侵染過程。侵染初期，根瘤菌由完整的泡囊包被，每個(gè)泡囊內(nèi)含有一個(gè)或幾個(gè)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(xì)胞的的侵染線壁降解，根瘤菌被釋放進(jìn)入宿主細(xì)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(jìn)行，多磷酸鹽顆粒積累不斷增多，增殖到某一時(shí)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(qiáng)。
　　(4)根瘤成熟期，宿主細(xì)

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(xì)胞所占的比例和體積均達(dá)到最大，都遠(yuǎn)大于非侵染細(xì)胞。在成熟期的宿主細(xì)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(shí)宿主細(xì)胞中的根瘤菌小而多，結(jié)構(gòu)清晰，泡囊完整，此時(shí)期根瘤的固氮能力達(dá)到最強(qiáng)。
　　(5)根瘤衰退期，先出現(xiàn)衰退現(xiàn)象的是細(xì)胞核及核仁，核仁先解體，細(xì)胞核嚴(yán)重變形，核膜破壞，透射電子顯微鏡下觀察到結(jié)構(gòu)不完整的核膜，核膜沒