根瘤菌与豆科植物的共生研究实验生物显微镜

根瘤菌与豆科植物的共生研究实验生物显微镜

根瘤菌属(Rhizobium)是一类革兰氏阳性菌，与豆科植物共生时能
固定大气中的氮素。共生具有种的特异性，每一种根瘤菌只能感染特定
的豆科植物。根瘤是通常发生在根上的一种特殊器官，固氮作用在根瘤
中发生。根瘤菌存在于根瘤的细胞内并分化成为类菌体(bacte—roids)
，类菌体能将氮气还原成氨。工业上的固氮是在高温、高压条件下将大
气中的氮气(约占空气的80%和氢结合在一起，这一过程需要消耗大
量能源。据估计生产100千克的无机氮大约需要82升的汽油，  目前世
界性能源缺乏，而生物固氮却存在着无穷无尽的潜力。工业固氮与生物
固氮的中间产物都是氨。由氨可以转化为尿素和硝酸盐，所以工业固氮
与生物固氮的产物是完全相同的。

根瘤菌与豆科植物的共生关系，不仅反映形态发生与生理上的协调
一致，而且也反映原核生物与真核生物基因表达上的协调一致。  根瘤
的发育

豆科植物只有在受根瘤菌感染后才能建成根瘤。与根瘤形成的同时
，根瘤菌也发生分化形成类菌体，  自由生活的根瘤菌不能分化戍类菌
体。根瘤的建成与类菌体的分化是植物形态发生中的特殊例子，它涉及
亲缘关系很远的两种生物的共同作用。在植物界中两种不同有机体共同
建成一种特异的结构并不罕见，例如地衣就是由藻菌共同建成的。但是
人们对地衣形成的认识不如对根瘤形成的认识那样深刻。

利用突变的研究方法证明，细菌或植物的不同突变体能在不同阶段
阻断根瘤的形成，由此可见根瘤形成是多步骤的过程，每一过程受细菌
与植物双方遗传基因的控制。

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