全 文 ：微生物学报 4 3 ( 5 ):4 06一 4 0 8, 1 9 9 4
A e t a M i
e
or b i
o l o g ic a S in i c a
紫云英根瘤菌结瘤因子的初步研究
杨国平 朱 军 娄无忌
(南京农业大学土化系 南京 2 1 0 0 9 5)
最近的研究结果表明 , 豆科植物与根瘤菌的共生识别是一种双向的信号物质交换过程 1[] 。 首先是 豆
科植物的根或种子分泌类黄酮物质 , 诱导根瘤菌的结瘤基因 ( no d ge ne s )产生结瘤因子 (n o d f ac t or s ) ,分
泌到胞外 ,为植物所接受 , 从而引发植物某些基因表达 , 细胞分化 , 细胞壁形成 ,最终导致根毛变形等一
系 yl] 变化 。 已经测定了几种首楷根瘤菌 (尺人12 0右i u m m e z i zo z i )和豌豆根瘤菌 ( R . l e g u m i n o s a r u m b y ·
v cl 伍召 )结瘤因子的分子结构式比 3 ) , 它们均属于寡糖胺类物质 ,在没有根瘤菌存在的条件下 ,结瘤因子能
独 立地促使根毛 发 生变形 , 这 是检测 结瘤因子是否存在的重要手段 ,即根毛变形试验 ( R o t h ia r
de fo
r
m at io n a s ay
, 简称 H ad 试验 )rtL 」。 高浓度的结瘤 因子甚至能诱导植物产生空瘤 ,其组织结构与典型
的根瘤相同「5 。
紫云英根瘤菌最近 由陈文新等6j[ 正式定名为 R . h u ak iu i , 它与我国南方特有的绿肥及蜜源作物黄蔑
属的紫云英 ( A st ar g al u 、 : i in cu 、 L . )形成共生固氮体系 。 目前 , 对它们之间的共生识别过程了解得还不
多 。 本研究通过 H ad 试验 ,首次证明了紫云英根瘤菌在寄主植物分泌物诱导下也能产生结瘤因子 。
1 材料和方法
l
·
1 菌株 、植物品种和培养方法
苗株及植物品种见表 1 。
根瘤菌的培养采用基本培养基川 , 另补充 2 9 / L 唬拍酸钠作碳源 , 坛 / L 天冬酞胺 (培养 R . h ua k u “ )
或 19 I/ 谷胺酸钠 (培养 R . m el lot : )作氮源 , 28 ℃培养 。
植物生长采用 F a h r a eu S 培养基川 , 25 ℃光照培养 。
表 1 供试菌株与植物品种
菌株 来 源
R
.
h u a k u i i
R
a 9 8 日 本
C C B A U 2 6 0 9 中 国
A S B 12 l l l 美 国
尺· ` “ l i lot i 10 2 1 美 国
植物
紫 云英 ( A s z r a g a z u 、 、 i n i e u , z _ . ) 品种
余江大叶 、 江 西
弋江 安 徽
紫花首落以` d i c a g o : a t i v a ) 品种
草原 2 号 内蒙古
1
.
2 种子分泌物的制备
种子分泌物的制备按文献 〔8〕稍加修改进行 ,
经表面消毒后 , 每克种子加 4m l无菌水浸泡 2 4 小
时 ,用纱布滤去种子 ,滤液 l o o 0 x g 离心 10 分钟 ,
上清液用细菌过滤器 ( M i l lip o r e 0 . 4 5产m )过滤灭
菌 , 取 。 . l m l 滤液涂布在 Y M A 平板上 ,检测是否
无菌 , 无菌的种子分泌物置一 20 ℃保存备用 。
1
.
3 根瘤菌结瘤因子粗提物的制备
参考 A nt 。 等的方法 l, , , 在 10 o m l 补充碳 、 氮
源的基本培养基中 ,接种 l %活化的根瘤菌菌异液
本文于 19 9 3 年 6 月 1 日收到 。
DOI : 10. 13343 /j . cnki . wsxb. 1994. 05. 013

4 0 8微 生 物 学 报 第 4 3卷
导形成粗短根川 , 三叶草根瘤菌 ( R . le g u m i no as ur m vb . tr ifo il ) 使其寄主根毛产生伸长 , 膨大等变
形 [ , , 〕 。
本研究首次证明 : ①紫云英根瘤菌在种子分泌物的诱导下能够产生结瘤因子 ; ②该结瘤因子的生理
效应是引起紫云英根毛呈现 “ Z ” 字形变形 。有关该结瘤因子化学结构的研究正在进行中 。
参 考 文 献
[ l 〕 F i s h e r R F , L o n g 5 R . N a t u er , 19 9 2 , 3 5 7 : 65 5一 6 6 0 .
〔幻 I e r o u g e p , R o e h e p , F a u e h e r C e t a z . N a t u er , 2 9 9 0 , 3 4书: 7 5 1一 7 8 4 .
〔 3〕 S p a in k H P , S h e e ly D , v a n B r u s s e l e t a l . N a t u er , 1 9 9 1 , 3 5 4 : 1 2 5一 1 30 .
〔 4」 A n t o : 飞 A N , v a n B r u s s e l , Z a a t 5 A J e t a l . J B a e t e r i o l , 1 9 8 6 , 16 5 : 5 1 7一 5 2 2 .
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[ 6〕 C h e n W X , 1 1 G S , Q i Y l , e t a z . I n t e阴 J yS s t e m a t i e B a e t e八 0 1 , 1 99 1 , 4 1 : 2 75一 2 8 1 .
[ 7〕 V i n e e n t J M . A m a n u a l f o r t h e p r a e t i e a l s t u d y o f r o o t n o d u le b a e t e r i a . IB P H a n d oB o k 1 5 . o x fo r d : B la e k w e ll
S e i e n t i f i e P u b l i e a t i o n s
.
1 9 7 0
.
〔 s〕 P e t e r s N K , F r o s t J W , I o n g S R 。 t a l . S c i e , e e , 2 98 6 , 2 33 : 9 77一 9 5 0 .
仁9口 S e h u l t le M , Q u i e l e t 一 S i r e B , K o n d o r o s i E e t a l . P r oc N a t l A c a d S c i U S A , 1 9 92 , 8 9 : 1 9 2一 1 9 6 .
〔1 0」 F a u e h e r C , M a i l le r F , V a s s e J et a l . J B a c t e月 0 1 , 1 9 8 8 , 17 0 : 5 4 8 9一 54 9 9 .
[ 2 1口 E r v i n S E , H u b b e ll D H . 沙户户` E 二“ or , 几“ ` or 阮 0 1 , 2 98 5 , 弓9 : 6 1一6 8 .
T H E P R IM A R Y S T U D Y O N T H E N O D F A C T O R O F
R H I Z O B I U M H U AK U l l
Y a n g G u o P i n g Z h u J
u n L o u W
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(刀动 a rt m e , t of 5 01 1 S c ien c es , N a 叮 i , 9 A g ir c u lt u r a l U n f v e slr yt , N a 匆 i n g 2 10 0 9 5 )
A b s t r a c t I n t h e e o u r s e o f t h e s y m b io t i e i n t e r a e t i o n b e t w e e n R h i z o b i u m m e l i l o t i
,
R
.
l e g u m i n o s a r u m b v
.
v i c i a e a n d t h e i r h o s t p l a n t s
,
t h e P l a n t e x u d a t e e a n i n d u e e r h i z o b i a
p r o d u e e e x t r a e e l l u l a r m o l e e u le s
,
1
.
e
.
t h e n o d f a e t o r s w h ie h e a u s e s o m e m o r p h o l o g i e a l
,
p h y s io lo g i e a l a n d g e n e t ie e h a n g e s i n t h e r o o t s o f h o s t p l a n t s
.
T h e N o d f a e t o r s e a n b e
d e t e e t e d b y t h e H a d a s s a y w h i e h 15 b a s e d o n t h e r o o t h a ir m o r p h o l o g i e a l e h a n g e s
.
T h e
r e s u lt o f H a d a s s a y d e m o n s t r a t s t h a t a t t h e p r e s e n e e o f P l a n t s e e d e x u d a t e s
,
R
.
h u a k u i i
e o u ld p r o d u e e N o d f a e t o r a n d i t s b io
一 a e t i v i t y 15 t o e l i e i t t h e r o o t h a i r h e l i x
一 e u r l i n g
.
K e y w o r d s R h` Z o b i u机 h u a k u i艺, N o d f a e t o r , H a d a s s a y