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日志

 
 

根瘤菌在实验室培养条件下能否进行固氮作用?  

2008-10-21 15:32:53|  分类: 疑难探讨 |  标签: |举报 |字号 订阅

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现行高中生物教材选修(全一册)第二章第二节“生物固氮”中讲到:“根瘤菌在土壤中广泛分布,但是只有侵入到豆科植物的根内进行固氮。”强调共生固氮微生物只有在与植物共生时才能进行固氮,在单独生活时不能固氮,这在20世纪70年代之前,一直是微生物学界的共识。这一观点至今仍为一些高校教材所采用,周德庆编写的《微生物学教程》(高等教育出版社,2002年第二版)就是一个实例。

事实上,上述结论并不完全正确。1975年以后许多微生物学家通过实验研究证明一些根瘤菌在非共生条件下也能进行固氮作用,从而修正了上述结论。靳德明主编《现代生物学基础》(高等教育出版社,2000年第1版)对此问题的叙述比较客观:“共生固氮微生物一般来说要同高等植物或其它植物共同生活时才能固定分子态氮;或者只有在共生条件下才能表现出旺盛的固氮作用。”(P62)

陈华癸、樊庆生主编的《微生物学》(农业出版社,1979年第1版)在介绍“根瘤菌”时就明确指出:“根瘤菌在与豆科植物共生中固氮。它虽然可以单独生活,最近也证明有些种能单独固氮,但只有在根瘤中才能进行旺盛的固氮作用。”(P150)“过去长期认为根瘤菌在实验室培养条件下不能利用分子态氮,1975年以来发表了许多研究报告,确证一些根瘤菌在非共生条件下能够进行固氮作用,利用分子态氮作为氮素营养。”(P151)“过去由于发现根瘤菌在实验室培养下能够自生固氮,所以根瘤菌的有效性总是要同感染性一起研究。1974年杜尼肯等(Dunican和Tierney)将三叶草根瘤菌的固氮基因转移到了产气克氏杆菌(Klebsiella aerogenes),使后者能够固氮,初步证明了共生固氮作用是由根瘤菌的遗传因子决定的。1975年全世界有五个研究组报告根瘤菌在实验室培养条件下,能够自生固氮,使对根瘤菌固氮作用的认识大大地向前推进了。证明根瘤菌具备有效性的全部遗传因子,寄生植物主要是提供固氮作用所需要的条件,以保证发挥高的固氮效能。根瘤菌自生固氮的发现对于深入研究共生固氮的遗传学等基本问题出带来了很大的方便。”(P157-158)

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