紫云英根瘤菌剂

篇一：根瘤菌菌剂登记情况汇总至2014年10月

根瘤菌菌剂至2014年10月登记情况汇总 企业名称： 湖南润邦生物工程有限公司

产品通用名称： 根瘤菌菌剂

产品商品名称： 紫云英根瘤菌剂

适宜作物： 紫云英

登记证号： 微生物肥（2014）临字（2263）号 登记技术指标：

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适宜作物： 有效活菌数≥2.0亿/mL 液体 江苏植丰生物科技有限公司 根瘤菌菌剂 大豆根瘤菌菌剂 大豆 微生物肥（2014）临字（2183）号 有效活菌数≥5.0亿/mL 液体 江苏植丰生物科技有限公司 根瘤菌菌剂 花生根瘤菌菌剂 花生 微生物肥（2014）临字（2182）号 有效活菌数≥20.0亿/mL 液体 兴邦（武汉）生物科技有限公司 根瘤菌菌剂 根瘤菌菌剂 大豆

登记证号： 微生物肥（2014）临字（2112）号 登记技术指标： 有效活菌数≥5.0亿/mL 产品形态 ： 液体

企业名称： 东莞市保得生物工程有限公司 产品通用名称： 根瘤菌菌剂

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企业名称： 紫云英根瘤菌 紫云英 微生物肥（2014）临字（2066）号 有效活菌数≥20.0亿/mL 液体 东莞市保得生物工程有限公司 根瘤菌菌剂 大豆根瘤菌 大豆 微生物肥（2014）临字（2065）号 有效活菌数≥20.0亿/mL 液体 河北益微生物技术有限公司 根瘤菌菌剂 花生根瘤菌菌剂 花生 微生物肥（2014）临字（2064）号 有效活菌数≥2.0亿/g 粉剂 上海联业农业科技有限公司

产品通用名称： 根瘤菌菌剂

产品商品名称： 花生根瘤菌菌剂

适宜作物： 花生

登记证号： 微生物肥（2013）临字（2001）号 登记技术指标： 有效活菌数≥20.0亿/mL 产品形态 ： 液体

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登记技术指标： 河北益微生物技术有限公司 根瘤菌菌剂 花生根瘤菌菌剂 花生 微生物肥（2013）临字（2000）号 有效活菌数≥2.0亿/mL 液体 上海联业农业科技有限公司 根瘤菌菌剂 紫云英根瘤菌菌剂 紫云英 微生物肥（2013）临字（1866）号 有效活菌数≥10.0亿/mL 液体 上海联业农业科技有限公司 根瘤菌菌剂 大豆根瘤菌菌剂 大豆 微生物肥（2013）临字（1865）号 有效活菌数≥5.0亿/mL

产品形态 ： 液体

企业名称： 黑龙江省绥化农垦晨环生物科技有限责任公司 产品通用名称： 根瘤菌菌剂

产品商品名称： 大豆根瘤菌剂

适宜作物： 大豆

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产品商品名称： 微生物肥（2012）临字（1703）号 有效活菌数≥2.0亿/mL 液体 湖南豫园生物科技有限公司 根瘤菌菌剂 豌豆根瘤菌菌剂 豌豆 微生物肥（2012）临字（1615）号 有效活菌数≥5.0亿/mL 液体 山东京青农业科技有限公司 根瘤菌菌剂 大豆根瘤菌菌剂 大豆 微生物肥（2012）临字（1543）号 有效活菌数≥2.0亿/mL 液体 湖南润邦生物工程有限公司 根瘤菌菌剂 紫云英根瘤菌剂

适宜作物： 紫云英

登记证号： 微生物肥（2011）临字（1467）号 登记技术指标： 有效活菌数≥2.0亿/g 产品形态 ： 粉剂

企业名称： 山东京青农业科技有限公司 产品通用名称：

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产品形态 ： 根瘤菌菌剂 苜蓿根瘤菌菌剂 苜蓿 微生物肥（2014）准字（1410）号 有效活菌数≥2.0亿/mL 液体 湖南豫园生物科技有限公司 根瘤菌菌剂 大豆根瘤菌菌剂 大豆 微生物肥（2014）准字（1409）号 有效活菌数≥2.0亿/mL 液体 宁夏诺得曼生物技术有限公司 根瘤菌菌剂 大豆根瘤菌剂 大豆 微生物肥（2014）准字（1384）号 有效活菌数≥20.0亿/mL 液体

篇二：豆目植物根瘤菌剂的生产及应用

豆科植物根瘤菌剂优良菌种选育及应用效果研究综述

康文娟

草业学院草地生物多样性

摘要：本文对自然选育、杂交选育、诱变选育、原生质体融合选育、基因工程选育等有关根瘤菌剂优良菌株选育的方法手段以及国内外研究进展等方面进行综述, 讨论认为：如何筛选到高效固氮的根瘤菌株,是提高根瘤菌应用效果面临的关键问题，并针对我国根瘤菌剂产业起始阶段发酵水平低、保质期短、技术不成熟、质量不过关以及传统种植模式、农户知识缺乏、政府重视程度等问题提出大面积应用与推广的展望。

关键词：豆科植物；根瘤菌；菌株筛选；应用效果

生物固氮是生命科学中的重大基础研究课题之一,它在生产实际中发挥着重要作用[1]。而豆科植物与根瘤菌的共生固氮, 因具有固氮能力强、固氮量大、抗逆能力强的优点,一直是生物固氮研究的焦点。据统计，我国拥有的豆科植物约为690属，17600余种，具有极大的经济及社会价值。根瘤菌剂最早于1896年在欧洲问世,是指以根瘤菌为生产菌种制成的微生物制剂产品，它能够固定空气中的氮元素，为宿主植物提供大量氮肥，从而达到增产的目的，在多年不种绿肥或新开垦地种植豆科绿肥时接种根瘤菌，能确保豆科绿肥生长良好。

国际上对豆科根瘤菌的研究和应用已有一百多年的历史。但关于根瘤菌选育的方法与进展, 国内外的系统报道仍然较少。就目前的情况看,要想提高根瘤菌的应用效果面临的关键问题是: 如何筛选到高效固氮的根瘤菌株,以进一步提高根瘤菌菌种的固氮效能、结瘤能力和竞争抗逆能力等。为此,开展根瘤菌高效菌株的选育研究工作是 极为必要。本文紧紧围绕根瘤菌选育问题,对有关根瘤菌选育的方法手?a href="http://www.zw2.cn/zhuanti/guanyuwozuowen/" target="_blank" class="keylink">我约肮谕庋芯拷菇凶芙峁槟珊头治?讨论当前存在的问题并提出本领域进一步研究的发展趋向,以期对筛选高效根瘤菌的研究提供理论和方法依据。

1 根瘤菌剂优良菌种选育

根瘤菌优良菌种的选育是20世纪末以来根瘤菌研究的热点，随着人类环境意识和农业高效栽培关键技术应用意识的增强，生物肥料的作用越来越受到各国政府和市场的重视。当代生物技术的发展也为根瘤菌优良菌种的选育研究提供了良好的技术手段和理论依据。豆科植物与根瘤菌之间的共生结瘤是一个由双方有关基因共同参与相互识别协同作用，并能随环境条件和细胞内的生理状态变化而调节的复杂过程，最终在宿主植物根部形成能够固氮的根瘤[2] 。根瘤菌与寄主品种之间只有很好搭配才能使豆科植物获得最佳的固氮效果。因此，特定豆科植物品种优良菌种的选育及匹配至关重要。一般而言，所选择的菌株需具有如下指标: 与相应宿主迅速形成有效根瘤; 在各种田间条件下，有迅速有效结瘤能力; 与土壤中土著根瘤菌的竞争能力; 在无宿主

条件下存活的能力, 在载体机质中的生长能力; 在载体里和种子上的存活能力; 对p H和接触化肥、农药的耐受能力; 在培养基中的遗传稳定性。因此为了充分发挥根瘤菌在生产上的应用，要求筛选的菌株不仅有效性高而且竞争性强[3]。目前，对高效优良菌种的选育主要有以下几种方法:

1.1自然选育

这是一种最基础也是目前运用得最为广泛的菌种选育方法，其实质是利用自然界中丰富的豆科根瘤菌菌种资源，将自然条件下存在于植物中的各种优良根瘤菌种进行搜集整理和利用。由于根瘤菌内的宿主专一性基因只存在于某些根瘤菌种内[4] ，因此，目的豆科植物的根瘤菌菌剂的菌种可以从该植物根瘤中直接分离而来。在发展根瘤菌剂生产过程中, 各国都建立了高效根瘤菌菌株筛选的基本程序, 即实验室→温室→田间或分离→初筛→复筛等程序。具体的分离方法有平板划线法和稀释涂布法，其中平板划线法使用较多，通过多次的分离纯化得到纯的单菌落，然后结合所分离菌种的各种理化指标利用PCR-RFLP分析16SrDNA、nifD-K间隔法[5] 对初步分离的根瘤菌进行鉴定。陈文新[6]等从在全国32个省(市)700个县不同生态环境中的近600种豆科植物上分离了10000多株根瘤菌，发现并发表根瘤菌新属2个，新种30个，占国际根瘤菌属种的1／3强；研究人员从Bradyrhizobium japonicum分离到高效固氮酶突变菌体, 这种突变株比野生型菌株有高 1 倍的固氮酶活力。在美国加州进行的大田实验表明, 接种这些突变株能使大豆提高产量 12 % ( W i l l i a m s ) ；常玮[7]等根据新疆气候特点，从土壤中分离筛选出了一株在耐旱、耐盐碱方面抗性较强的苜蓿根瘤菌Rhizobium sp.XJ67。

由于人工选择不能改变个体的基因型, 而只是积累并利用自然条件下发生的有益变异。所以要使选择育种产生效果需要广泛收集不同地域、不同生态型的菌株, 以便从大量菌株中去粗取精、弃劣留优, 筛选到适合人们需要的菌株。这种方法工作量大、筛选程序复杂, 但是可以有效选育出性能稳定的高产菌株, 该方法在国内外应用广泛, 仍然是目前筛选高效根瘤菌的基础方法。

1.2杂交选育

杂交育种是利用两个或多个遗传性状差异较大的菌株，通过有性杂交、准性杂交和遗传转化等方式，而导致其菌株间的基因的重组，把亲代的优良性状集中在后代中的一种育种技术[1]。通过杂交育种可以实现不同的遗传性状的菌株间杂交, 使遗传物质进行交换和重新组合, 改变亲株的遗传物质基础, 扩大变异范围, 获得新的品种。根瘤菌的杂交选育是用特异性不同的根瘤菌株在固体培养基上混合培养后, 经多次移接从中获得新菌株的方法, 这个方法是2 0世纪5 0年代由胡济生[8]等创立, 他们用此法获得了104 6 菌株, 应用于生产。

杂交育种在真核生物育种上发挥了重要的作用, 但是该过程需要进行多次移接和筛选，较为繁琐，目的性不强，目前有关运用传统的杂交手段选育根瘤菌的工作报道很少，报道较多的是由质粒介导进行杂交，由此转向了基因工程育种,该方法在根瘤菌选育方面与其他育种手段相比没有优势，基本上被取代。

1.3诱变选育

这是一种利用物理化学或生物诱变因子对目的微生物基因组进行处理，从而得到所需优良菌种的技术。对根瘤菌的诱变育种方面, 国内外学者在诱变和筛选方面做了大量的研究, 已取得了不少成果。

1.3.1物理诱变

常用的物理诱变方法有紫外诱变和激光诱变。在物理诱变剂中 , 紫外线是一种使用时间长、效果好、设备简单、值得推广的诱变剂。而其他几种射线都是电离性质

的, 具有很强的穿透力。李元芳和刘惠琴[9]以大豆根瘤菌005和2028菌株为出发菌株, 经适当紫外线照射后得到变异菌株固氮酶活性分别提高了150 %和214 . 4 %；赵志山、魏宝杰[10]等利用快中子对小金黄大豆根瘤菌进行不同剂量的照射, 经诱变处理的根瘤菌侵染大豆后, 每一组的株干重、结瘤数都高于对照组, 株干重最高者为对照组的15倍左右, 结瘤数最高者为对照组的9.5倍; 处理后的根瘤菌固氮活力有不同的变化,株固氮能力为对照组的60倍左右；陈今朝、张红[11]等用紫外线照射四季豆根瘤菌(R. Phaseoli)、豌豆根瘤菌(R. Leguminosarm ) 和花生根瘤菌 (R.Peanut )，然后观察其形态特征, 并将不同形态特征菌落的菌株接种于不同pH值YEM培养基和不同NaCl浓度的YEM培养基上培养,发现突变株的抗酸碱性和抗盐性随根瘤菌不同而异, 并与其菌落形态有关 。

激光诱变育种在国内有很大发展, 黄怀琼[12]以苕子根瘤菌株004、006为出发菌株, 经CO2激光辐照处理菌悬液, 采用富集培养方法, 分离出诱变菌株, 通过结瘤筛选和盆栽试验选出结瘤和固氮能力强的4 - 00 4 、1- 00 6 CO2激光诱变菌株; 用慢生型花生根瘤菌株 0 1、C1分别采用N2激光和CO2激光处理,获得 N2- 01、CO2- 5诱变菌株, 它们的感染力和结瘤性能均优于原菌株, 植株干重及含氮量增加, 抗逆性强；王成文、曾级芳[13]等用N2激光、He -Ne激光、CO2激光为诱变源,用激光辐照与杂交结合的方法对根瘤菌进行诱变育种.提高了远缘杂交效率、克服了获得远缘杂种的首要障碍。

传统的理化因子对微生物的诱变作用强烈, 但正变率低, 诱变株的遗传稳定性较差, 易发生回复突变, 经过长期累积处理的菌种, 再用相同的诱变处理, 常出现饱和现象, 处理效果不理想。近年发展起来的微波诱变凭借其较为稳定的诱变效果及较高的有力突变率正逐步成为物理诱变法中不可忽视的新兴力量。

1.3.2 化学诱变

在化学诱变中, 常用的诱变剂是亚硝基胍 ( NTG ) , 它是一种极强的诱变和致癌剂, 近年来采用亚硝基胍诱变方法已经获得了高效固氮的大豆根瘤菌。张宪武等用亚硝基胍等方法诱变得到大豆根瘤菌突变株( B16- 1 1) , 它具有自生固氮能力,在实验室条件下能使乙炔 还原为乙烯, 固氮活性较野生型菌株 ( B16) 高3倍以上;曹燕珍、李享棣[14]用NTG诱变紫云英根瘤菌（Rhizobium astragali）A 2 1，结果表明NTG对紫云英根瘤菌的感染力有明显影响，高浓度NTG有明显的正变效果。随着浓度的提高,菌株感染力有增强的趋势。用1000微克/毫升的NTG处理紫云英根瘤菌后,不仅结瘤菌株数提高,而且现瘤时间大大提前,最快的只要6天,比对照提前4天。另外吖啶橙 ( acridine orange, AO ) 能在细菌中诱发大量的移码突变, 龙敏南等通过吖啶橙诱变花生根瘤菌, 筛选出能使大豆结瘤并具吸H2和固氮活性的花生根瘤菌变株。

比起物理诱变，化学诱变剂的突变率通常要比较高, 并且十分经济, 但由于它们多是引起碱基置换突变, 易发生回变,导致变异不稳定, 突变株分离和检测困难 , 另外这些物质大多是强致癌剂, 使用时必须十分谨慎, 对实验条件也有较高的要求。在化学诱变中, 目前仍然没有新型诱变剂的出现,其通常和多种诱变技术相结合的复合诱变广泛用于根瘤菌选育研究中。

1.3.3生物诱变

生物诱变主要是利用营养缺陷型菌株的回复突变来选育出具有高效结瘤固氮能力的根瘤菌[15,16] 。根瘤菌的色氨酸代谢也受到不少研究者的重视。W e l l s S E和 Kuykendall LD采用亚硝酸诱变的方法筛选到慢生型大豆根瘤 I- 11OR S 的11株色氨酸营养缺陷型,它们均失去了结瘤或固氮能力,但是其回复突变的原养型菌株仍能感染植物并形成有效根瘤。Hunter WJ 和Kuykendall LD 研究了慢生型大豆根瘤菌色氨

酸回复原养突变型的共生效应, 从中筛选到了1株具有高效共生固氮作用的菌株TAll-Nod+。用该菌接种的植株干重和全氮量均较野生型出发菌株有显著提高, 其结瘤率也比接种野生型出发菌的提高56 %[ 17,18]。目前尚不清楚这一提高结瘤率和固氮能力的机理, 推测TA l l - N o d+菌株可能提供了浓度更适合于形成有效根瘤的物质。营养缺陷型突变株的回复突变的研究对根瘤菌的选育提供了一个新的思路。

1.4原生质体融合选育

原生质体融合技术可以根据需要有目的的选择菌株进行融合，得到较为理想的融合体。韦革宏等以青霉素和氯霉素分别作为Rhizobium leguminosorum USDA2370和Sinorhizobium xinjiangnesis CCBAUll0的抗药性标记[19]。利用原生质体融合技术，成功地获得了USDA2370和CCBAUll0的属间融合菌株。该融合菌株可分别在双亲寄主植物上结瘤[20]；朱铭莪等利用原生质体融合技术, 以链霉素和青霉素分别作为苜蓿中华根瘤菌( Sinorhizobium melilot ) 102F28和鹰嘴豆中慢生根瘤菌 ( Mesorhizobium ciceri ) USDA 3383的抗药性选择标记,成功地获得102F28和USDA3383的属间融合子, 该融合子可分别在双亲寄主植物上结瘤[21];王媛媛以大豆胞囊线虫和大豆根腐病菌为靶标，从大豆根瘤中分离筛选出对两种病原具有拮抗生物活性的根瘤菌和芽孢杆菌，利用细胞融合技术将根瘤菌和芽孢杆菌迸行融合，筛选出了集固氮促生和拮抗性能力为一体的根瘤菌工程菌株[22]。

原生质体融合技术由于遗传信息传递量大, 不需了解双亲详细的遗传背景, 可有目的地选择亲株以选育理想的融合株, 便于操作等优点, 为遗传育种提供了一种有效手段, 但该技术中原生质体的制备和再生对环境依赖很大，因此使其广泛应用受到了一定的限制，国内外通过融合技术获得高效固氮能力根瘤菌的相关报道不是很多。

1.5基因工程选育

基因工程育种是指利用基因工程方法对生产菌株进行改造而获得高产工程菌, 或者是通过微生物间的转基因而获得新菌种的育种方法。利用基因工程选育高效结瘤固氮的根瘤菌是目前使用得最为广泛的方法，它可以克服菌种间远缘杂交不亲和的现象，有效地提高菌种的结瘤和固氮性能[23]。Birkenhead K [24]等将含有苜蓿根瘤菌dct基因的重组质粒 pRK 290 : 4 : 4 b 导入慢生型大豆根瘤菌 ( Bradyrhizobium japonicum ) CJ1 , 不仅在好气自生条件下提高了转移接合子CJ1( pRK 29 0 : 4 : 4 b ) 的琥珀酸转运能力, 而且在微氧条件下使转移接合子的固氮酶活性较出发菌株CJ1提高了60 %;谢波,陈大松[25]等构建出了费氏中华根瘤菌嘌呤合成酶基因purL的基因置换载体pHN70l，用luxAB基因取代purL内部的not I-Xho I片段，造成正常基因的破坏。然后用该载体对野生型费氏中华根瘤菌HHl03进行purL基因置换，筛选到腺嘌呤缺陷型突变株P825。purL表达载体pBBR-PG在P825中可恢复其在亲本基本培养基上的生长情况，证明突变株确实为purL单基因破坏。盆栽结瘤实验结果表明，该突变株只能侵染大豆根系形成不固氮的根瘸;李海英，张喜波[26]等以快生型大豆根瘤茵(Sinorhizobium fredii)15067的基因组DNA为模板，采用PCR技术，克隆固氮基因nifA全长；将其连入带有lac启动子下游，构建带有LuxAB基因标记的表达载体pTRl02，采用三亲本杂交技术转化土著大豆根瘤茵中，构建了大豆根瘤菌工程菌株;刘金玲，贾珊珊[27]等以快生型大豆根瘤菌(Sinorhizobium fredii)15067的基因组DNA为模板，采用PCR技术克隆结瘤基因nod D编码区序列，并利用DNA重组技术，将nod D基因连到lac启动子的下游，通过lux AB基因标记的质粒栽体pTRl02构建表达栽体pTRl02-Plac-nod D，采用三亲本杂交的方式，将构建的表达栽体转化到土著大豆根瘤菌，构建了转基因工程菌株。

目前国外最成功的例子是利用 dct BA 、dc t B 、d ct C 和 n i f A基因构建的重

组苜蓿根瘤菌菌株 R M PBC - 2 , 美国环境保护署( EP A ) 批准其进行商品化生产, 这也是目前世界上惟一1株通过了遗传工程菌安全性评价并进入有限商品化生产的重组根瘤菌菌株[ 28 , 29]。在 " 863 " 计划支持下, 我国一些科学家也开始尝试通过基因工程的方法构建具有高效结瘤、固氮能力的重组根瘤菌, 并取得了一 些进展[ 19]。目前我国境内已有申报并获准中间实验的重组根瘤菌, 如: 中国农业大学生命科学学院的转基因重组大豆根瘤菌; 中科院植物生理研究所的重组大豆根瘤菌的中间实验; 广西大学的转基因重组大豆根瘤菌环境释放; 中科院植物生理研究所的重组苜蓿根瘤菌在河北、新疆的中间实验[30]。

基因工程育种是真正意义上的理性选育, 它可实现超远缘杂交, 因而是最新最有前途的一种育种新技术。但是, 在根瘤菌选育中应用分子生物学技术依然受到各种现实条件的限制, 如研究中的巨额耗费, 微生物背景知识的匮乏, 以及技术门槛较高等原因都防碍了现代生物技术在根瘤菌选育中的应用。

2 根瘤菌剂的应用

根瘤菌菌剂作为一种有效提高豆科植物产量的微生物菌剂，在全世界范围内得到了较为全面的开发应用。自1895年首次在德国出现了以Nitragin 为商品名的根瘤菌接种剂以来，前苏联英国美国和法国等相继实现了根瘤菌剂的工业化生产和大面积推

[36]广。目前，在美国、阿根廷、巴西等世界主要大豆生产国，大豆根瘤菌剂的应用面积一般都占播种面积的30％－60％，有的国家甚至达到100％。

我国根瘤菌剂的研究从20世纪30年代开始。用优良菌株制备的根瘤菌剂接种与其匹配的特定豆科植物后，才可能提高感染和结瘤率，促进生长，获得了显著的增产效果。吴显峰[31]应用富思德大豆根瘤菌剂接种大豆，结果表明 ：应用富思德大豆根瘤菌剂拌种处理比未用根瘤菌剂拌种处理产量增加13％，效益增加 1 8％，大大减少化肥施用量。人工接种根瘤菌的紫花苜蓿比对照早结瘤、多结瘤，成苗率有所提高，植株高度、分枝数都优于不接种的对照。据黑龙江、辽宁、内蒙古和江西4省区18个试验点，在紫花苜蓿幼苗60龄时调查，接种区植株高度平均比对照增加16％。在18个紫花苜蓿播种区调查结果表明，在紫花苜蓿播种当年第一次割草测产中，接种区产草量比对照区提高37.8％，每公顷增产干草527kg[32]。研究表明接种“富思德”苜蓿根瘤菌剂明显改善了公农1号紫花苜蓿的结瘤。接种根瘤菌后，紫花苜蓿结瘤率提高42.4～91.7％，单株根瘤数增加56.4～181.1％，单株根瘤重增加69.7～166.5％。接种根瘤菌增加了紫花苜蓿的分枝数，提高了紫花苜蓿的生长速度，使干草产量增加12.9～18.6％，比较各接菌水平，以接菌4.5 kg／hm2效果最好[33]。根瘤菌处理紫云英后，无论是结瘤率、根瘤重还是干草产量和籽粒产量均较对照有明显的增加[34]。

为了提高根瘤菌剂的固氮效果，目前又生产一种新型根瘤菌剂—稀土菌剂。这种含有0.1%稀土化合物的根瘤菌剂，它能增强根瘤菌的存活率和对寄主作物的侵染结瘤能力，其增产效果高于一般根瘤菌剂。刘彦江，胡汉民[35]等研究表明施用根瘤菌剂和稀土肥料能促进苜蓿生长提高植株高度，两者配合效果优于单施，其中以根瘤菌种衣剂+全元稀土微肥+活性稀土微肥效果最好。另外使用根瘤菌剂不仅可以增加豆科植物的产量，而且由于根瘤菌剂耐污染能力强，可以减少因长期使用化肥对土壤造成的破坏水源污染节省能源和改善土壤生态环境等。

目前我国共生固氮的基础研究已达到国际先进水平，然而由于我国根瘤菌剂产业起始阶段发酵水平低、保质期短和技术不成熟质量不过关等问题，根瘤菌剂的推广效果一直不理想，虽然我国大豆种植约800万hm2，但是我国大豆根瘤菌接种面积尚不足3%，与大豆生产大国相比差距甚大[33]。并且由于存在竞争性能不如土著根瘤菌菌

篇三：根瘤菌及其应用

根瘤菌与豆科植物及其应用

摘要 ：自贝叶林克1888年首次从豆科植物根瘤中分离获得根瘤菌以来，国内外的许多学者都为揭开这一大自然的奥秘进行着孜孜不倦的研究，成为生命科学最为活跃的领域之一。人们从生物学，生态学，生理生化，分类和遗传等方面对根瘤菌进行了广泛研究，在根瘤菌和根瘤的形态结构，固氮酶的结构和功能，固氮机理和作用调件，根瘤菌在细菌分类学中的地位直到固氮基因，结瘤基因，固氮生态等应用方面都有着较快发展，20世纪90年代共生固氮体系已进入分子水平，研究转入根瘤菌与宿主豆目植物植物的相互识别和信息传递以及根瘤菌群体感应等方面。

关键词：根瘤菌 生物固氮 根瘤菌应用

一．根瘤菌的生物学特征

根瘤菌： 根瘤菌主要指与豆类作物根部共生形成根瘤并能固氮的细菌，一般指根瘤菌属和慢生根瘤菌属；两属都属于根瘤菌目。根瘤菌侵入寄主根内，刺激根部皮层和中柱鞘的某些细胞，引起这些细胞的强烈和生长，使根的局部膨大形成根瘤；根瘤菌在根内定居，植物供给根瘤菌以矿物养料和能源，根瘤菌固定大气中游离氮气，为植物提供氮素养料，两者在拮抗寄生关系中处于均衡状态而表现共生现象。

根瘤菌的形态特征：根瘤菌是短杆状细菌，因生活环境和发育阶段的不同，在形态上有显著变化.根瘤菌在固体培养基上和土壤中呈杆状，端生或周生鞭毛能运动，革兰氏染色阴性，无芽孢，培养较久

菌体粗大，染色不均。

生存习性： 根瘤菌与植物的共生体系具有很强的固氮能力。已知全世界豆科植物近两万种。根瘤菌是通过豆科植物根毛、侧根杈口(如花生)或其他部位侵入，形成侵入线，进到根的皮层，刺激宿主皮层细胞分裂，形成根瘤，根瘤菌从侵入线进到根瘤细胞，继续繁殖， 根瘤中含有根瘤菌的细胞群构成含菌组织。 根瘤菌进入这些宿主细胞后被一层膜套包围，有些菌在膜套内能继续繁殖，大量增加根瘤内的根瘤菌数，以后停止增殖，成为成熟的类菌体；宿主细胞与根瘤菌共同合成豆血红蛋白，分布在膜套内外，作为氧的载体，调节膜套内外的氧量。

类菌体执行固氮功能，将分子氮还原成NH3，分泌至根瘤细胞内，并合成酰胺类或酰尿类化合物，输出根瘤，由根的传导组织运输至宿主地上部分供利用。与宿主的共生关系是宿主为根瘤菌提供良好的居住环境、碳源和能源以及其他必需营养，而根瘤菌则为宿主提供氮素营养。

二．根瘤菌与豆科植物

根瘤菌(root nodule bacteria)是与豆科植物共生，形成根瘤并固定空气中的氮气供植物营养的一类杆状细菌。这种共生体系具有很强的固氮能力。已知全世界豆科植物近两万种。根瘤菌是通过豆科植物根毛、侧根杈口(如花生)或其他部位侵入，形成侵入线，进到根的皮层，刺激宿主皮层细胞分裂，形成根瘤，根瘤菌从侵入线进到根

瘤细胞，继续繁殖，根瘤中含有根瘤菌的细胞群构成含菌组织。根瘤菌进入这些宿主细胞后被一层膜套包围，有些菌在膜套内能继续繁殖，大量增加根瘤内的根瘤菌数，以后停止增殖，成为成熟的类菌体；宿主细胞与根瘤菌共同合成豆血红蛋白，分布在膜套内外，作为氧的载体，调节膜套内外的氧量。类菌体执行固氮功能，将分子氮还原成NH3，分泌至根瘤细胞内，并合成酰胺类或酰尿类化合物，输出根瘤，由根的传导组织运输至宿主地上部分供利用。与宿主的共生关系是宿主为根瘤菌提供良好的居住环境、碳源和能源以及其他必需营养，而根瘤菌则为宿主提供氮素营养。

大豆、花生等属于豆科植物。它们的根瘤中，有能固氮的根瘤菌与之共生。根瘤菌将空气中的氮转化为植物能吸收的含氮物质，如氨，而植物为根瘤菌提供有机物。

根瘤菌的代谢类型为异养需氧型。

豆科植物幼苗期间的分泌物吸引了分布在其根附近的根瘤菌，使其聚集在根毛周围大量繁殖，随后，根瘤菌产生的分泌物使根毛卷曲、膨胀，并使部分细胞壁溶解，根瘤菌由壁被溶解处侵入根毛，在根毛中滋生，聚集成带，外被粘液和根细胞分泌的纤维素，形成侵入线。侵入线为管状结构，根瘤菌沿其侵入根的皮层并迅速在该处繁殖，皮层细胞受刺激亦迅速分裂，致使根部形成局部突起，即成根瘤。根瘤菌居于根瘤中央的薄壁细胞内，逐渐破坏其核与细胞质，本身转变为拟菌体；同时该区域周围分化出与根维管束相连的输导组织、外围薄壁组织鞘和内皮层。拟菌体通过输导组织从皮层细胞吸收碳水化合

物、矿物盐类和水进行繁殖，同时进行固氮作用。同时由于根瘤的脱落、残留以及一部分分泌到土壤中的氮，可以增加土壤肥力。生产上用豆科植物与其他作物间作、轮作，就是利用根瘤菌的固氮作用。 根瘤菌可以将大气中的无机氮转化为有机氮，但是它从植物体内获取营养，在生态系统中为消费者。

三.根瘤菌应用

1. 根瘤菌剂

根瘤菌剂是指以根瘤菌为生产菌种制成的微生物制剂产品，它能够固定空气中的氮元素，为宿主植物提供大量氮肥，从而达到增产的目的，在多年不种绿肥或新开垦地种植豆科绿肥时接种根瘤菌，能确保豆科绿肥生长良好。

根瘤菌剂是种植豆科作物的主要菌性肥料，因为它里面含有大量、活体的根瘤菌，人们称它为活肥料。根瘤菌剂最早于1896年在欧洲问世。目前根瘤菌剂的生产既有工业化的生产方法也有花钱少的简易生产方法。工业化生产根瘤菌肥，技术比较复杂，投资较多。由于工业生产的根瘤菌剂还不够普及。采用简单易行的干瘤法和鲜瘤法也可收到事半功倍的效果。

2.根瘤菌直接侵染非豆科植物

通过人工诱导或者自然筛选，筛选出有固氮功能的非豆科植株，从而通过培养筛选，得出具有固氮功能的稳定基因的非豆科农作。1985年，谢应先等采用聚乙酶融合原生质体的方法，将具有光合固氮能力的一种蓝藻引入到烟草、玉米、水稻和小麦白化苗原生质体内。

此法的成功，大大降低农业成本。

四 .发展及前景

从1862年发现生物固氮现象到目前为止，其研究已经涉及到形态结构、细胞水平、分子水平及遗传等诸多领域，其应用已对农业生产方面产生巨大作用。生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮气还原成氨的过程，是自然生态系统中氮的主要来源。海洋生态系统与陆地生态系统生物固氮量总和约3.3×1014g，而工业固氮量为1.4×1014g，可见，生物固氮尤其是根瘤菌在农、林业生态系统平衡中起着巨大的作用,随着科技与研究的深入，将有更大的应用前景。

[参考文献]

M.T.马迪根 ·《BROCK微生物生物学》第10版影印版生命科学名著，第977页

韩素芬，林树燕 著《豆目树种与根瘤菌》中国林业出版社78页 孙勇民 著《应用微生物学》北京师范大学出版社 第63页 曹晶 编《微生物应用技术》化学工业出版社 92页

篇四：大豆根瘤菌

大豆根瘤菌

大豆根瘤菌可以进行生物固氮然后供给给豆科植物,可用于使大豆增产,目前有一些对促进结瘤效率的相关研究, 扩大豆科植物—根瘤菌共生体系，是我国减少化学氮肥用量的最有效途径。 基本信息

中文学名 大豆根瘤菌

拉丁学名 Bradyrhizobium japonicum

科 慢生根瘤菌科

属 大豆根瘤菌属

基本概况

大豆根瘤菌是一种活的微生物制剂根瘤内的根瘤菌与豆科植物互利共生：豆科植物通过光合作用制造的有机物，一部分供给根瘤菌；根瘤菌通过生物固氮制造的氨，则供给豆科植物.。 技术应用

大豆生产中使用根瘤菌是一项成熟的、广泛使用的技术，能够大幅度地提高大豆生长期中的自身固氮能力，供给充足的氮素，供大豆生产所需。大豆根瘤菌有液体、固体两种剂型。固体型根瘤菌采用拌种或土施方式应用。液体型根瘤菌采用浸种方式使用。也可以在种子包衣时加入大豆根瘤菌剂，但是要注意包衣剂和根瘤菌剂之间应相互匹配，不能因种衣剂药效抑制根瘤菌的活性。

一、增产增效情况

根据大田示范结果，大豆应用根瘤菌，可以使大豆产量提高10%以上，同时大豆的蛋白质含量提高2%、粗脂肪含量提高1～2%，每亩净收入增加40～50元。

二、技术要点

1、选择合适的大豆根瘤菌品种采集大豆生产区的主要土壤类型，进行土壤、根瘤菌匹配试验，筛选活性强、效果好、适应当地土壤和气候的大豆根瘤菌品种。

2、采用适宜的施用方法根据大豆根瘤菌的剂型，固体菌剂采用拌种或造粒后随大豆种子、肥料穴施；液体菌剂采用浸种方式使用。也可以在种子包衣时加入大豆根瘤菌菌剂，但要注意包衣剂和根瘤菌剂之间应相互匹配，不能因种衣剂药效抑制根瘤菌的活性。

3、合理用量菌剂拌种时每亩用量0.5千克，菌剂造粒后随大豆种子、肥料穴施时每亩用量1～2千克；液体菌剂浸种时用量0.5千克；种子包衣时用量根据包衣剂要求的用量。 大豆根瘤菌是一种活的微生物制剂，在储藏、运输、使用过程中，要避免温度过高或者过低；同时不能与杀菌剂类农药混用。

三、适宜区域和范围

在我国的黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古以及黄淮海的大豆主产区，均可广泛使用大豆根瘤菌。2002～2004年，在辽宁、吉林、黑龙江和内蒙古的大豆生产区示范推广800万亩，取得很好效果，应用前景广阔。

促进结瘤效率的相关研究

通过在大豆根瘤菌Sinorhizobium fredii HN01中引入额外组成型表达的肺炎克氏杆菌(Klebsiella pneumoniae) nifA, 研究固氮正调节基因nifA对共生结瘤过程的影响. 研究结果发现, 引入Kp nifA可提高大豆根瘤菌的结瘤活力及竞争结瘤能力. 同时初步试验结果证实, 带额外nifA的大豆根瘤菌比野生型大豆根瘤菌具有更高的结瘤因子活性. 推测nifA对结瘤过程的促进作用, 可能作用于根瘤菌的结瘤因子合成阶段. 由于结瘤因子是诱导宿主形成根瘤的主要信号分子, 而结瘤过程具有自我调节作用, 植株一旦结瘤, 就会抑制进一步结瘤, 因此引入固氮正调节基因nifA能提高结瘤效率.

大豆根瘤菌剂应用前景

推广根瘤菌固氮意义

“扩大豆科植物—根瘤菌共生体系，是我国减少化学氮肥用量的最有效途径”。中国农业大学陈文新院士的报告，让与会者为之一振。陈文新院士30年来她致力于大豆根瘤菌研究和推广，曾不止一次地向中央提出加强这方面研究和推广的建议。

建国初期，在回国的几位农业微生物学前辈的组织带领下，在我国较广泛地进行了大豆、花生、紫云英根瘤菌接种实验，效果很好，尤其紫云英接种效果极佳，根瘤菌接种事业有一段兴盛时期。但是随着化肥的大量施用，生物固氮技术逐渐淡出不再受重视。

据有关方面统计，我国年消耗氮肥占世界的30%。以2004年统计数据为例，我国生产氮肥3300万吨，需消耗1亿多吨标准煤，而氮肥的利用率仅为10%~30%；按2002年用肥量和种植面积计，我国平均施用氮肥量为美国的2.88倍、巴西的5.79倍、澳大利亚的8.85倍。且不说过量施用化学氮肥的危害，仅从节约能源的角度出发，也应该大力提倡生物固氮技术。 中国农科院葛诚研究员大声疾呼：我们的石油总有用完的一天，到那时候我们到哪去找氮肥呢？众所周知，氮肥是高能耗产品，减少化学氮肥的投入，对于缓解我国的能源紧张有重大意义。豆科生物固氮，是全世界都公认的有效技术，豆科植物—根瘤菌有固氮的功能，世界上凡是种植大豆的国家，无一不采用这项技术。为什么我们不大力推广呢？

根瘤菌剂“一公里”的推广

大豆根瘤菌推广中，由产品到土壤的这一过程，称之为根瘤菌推广的“一公里”问题。“试验示范是基础，宣传培训是重要手段，政策支持是关键，‘傻瓜化’集成才能真正技术到位”，这是黑龙江农垦的成功经验。所谓“傻瓜化”集成，是指垦区总结的一套方便简单的施肥模式———大豆根瘤菌+磷酸二铵+钾肥”的模式。

令人振奋的是，自2003年起到2007年，黑龙江垦区共计推广应用大豆根瘤菌面积820万亩，共计减少尿素投入近4万吨，生物固氮的观念已日益为垦区广大职工所接受。一是增产增效明显，是大豆振兴计划的一项推动性措施；二是在当前化肥价格飞涨的情况下，节本的效果是可观的。现需要解决的技术问题，一是延长在包装中的根瘤菌的存活时间或者说保质期；二是开放条件下，比如拌种后、播种前，[1] 延长根瘤菌存活时间和提高存活的数量。 大豆在种植业结构中的重要位置是不可取代的，在美国大豆的种植面积约占耕地面积的

30%~40%，而我国尤其是在东北地区，大豆具有非常重要的地位。近年来大豆价格的攀升，提高了农民种植的积极性；而化肥价格的飞涨，给根瘤菌推广提供了非常好的机遇。

农业部农业技术推广服务中心土壤肥料技术处处长高祥照说，近年来我国南方绿肥、北方大豆种植面积在减少，现在提出大面积普及此项技术是绝好时机。一方面直接减少化学氮肥的投入，缓解我国能源压力；同时也为大豆产业的振兴推波助澜，提供技术支撑。

据统计，全球每年生物固氮约2亿吨，豆科固氮占65%~80%，给共生植物提供所需氮50%~100%。陈院士多年研究表明，豆科植物与禾本科植物间作效应明显。禾本科为豆科解决了氮阻遏的障碍，不仅增加固氮量，促进豆、禾双高产，还可减少病虫危害；如果从轮作过程观察，前茬豆科作物为后作提供了非常可观的氮肥，生物固氮的贡献更大。

根瘤菌剂研究的产业化

目前，说起我国根瘤菌剂生产的产业化水平，最具代表性的还得数秦皇岛领先科技发展有限公司。该公司经过多年的努力，2001年在豆科根瘤菌剂生产上实现了工艺设备创新和工艺技术突破；2006年“液体根瘤菌剂产业化工艺”通过省级科技成果鉴定；由该公司承担的国家高技术产业化示范工程项目———“年产2万吨豆科根瘤菌剂产业化示范工程项目”，于2007年6月在秦皇岛通过国家验收。该生产线达到药品GMP生产标准，设备水平达到国际先进水平，完成了我国首家根瘤菌剂的产业化基地建设。

大豆属中度耐盐植物，盐胁迫可阻碍大豆种子萌发和植株生长，减少根瘤，抑制生物学产量的积累，导致产量下降。农业部微生物肥料质量监督检验测试中心李俊主任认为，研究筛选耐盐、固氮效率高的大豆根瘤优良菌株，应用于生产实践中，是根瘤菌剂产业化的研究方向。应有针对性地选育出适合某地区某土壤类型主栽品种的高固氮力，高竞争结瘤能力的优良菌株；确定菌株稳定、高产的发酵工艺，包括最佳发酵培养基配方、最佳发酵参数等，筛选适宜的载体和稳效助剂，使产品中功能菌株稳定存活，延长产品的保质期、降低成本。

陈院士认为，当前迫切需加强豆科育种及根瘤菌应用基础研究，如优选的豆科植物品种与高效根瘤菌匹配；突破根瘤菌剂能较长期保存的瓶颈；根瘤菌剂使用的最有效技术及相应机具改革等。她认为，目前我国已为中国豆科作物接种根瘤菌准备了充足的种质资源和新的认识，大豆生物固氮的大面积推广指日可待。建议在西部退耕还林还草事业中多种豆科植物接种根瘤菌；在广大农区，建立豆科植物———根瘤菌与禾本科及其它经济作物间套轮作体系，充分发挥生物固氮作用，将化学氮肥用量降至最低限。

李俊主任介绍说，目前实施的国家高技术产业化示范工程项目（发改委）和国家土壤有机质提升试点补贴项目（农业部），对推动根瘤菌剂产业化是有利的。据悉，2008年国家将开始在山西、江西、湖南、广西、安徽5省（区）试点种植豆科绿肥5万亩，并进行财政补贴。同时，生物产业发展已写入“十一五”规划———绿色农用生物产品专项实施方案：推动新型高效生物肥料产业化，开发高效固氮产品等。农业部已将大豆种植产业技术体系试点立项，推广接种根瘤菌。

篇五：微生物学课程论文--根瘤菌与大豆的共生关系

根瘤菌与大豆的共生关系

摘要：

本论文主要讲述了大豆与根瘤菌的共生关系，其中有根瘤菌的概述，技术应用，应用前景，发展史等。大豆为根瘤菌提供能量和安全的生长环境，根瘤能够为生物固氮过程提供必要的低氧条件。宿主和根瘤菌之间的正确识别是所有根瘤共生系统形成的必需条件。“扩大豆科植物—根瘤菌共生体系，是我国减少化学氮肥用量的最有效途径”众所周知，氮肥是高能耗产品，减少化学氮肥的投入，对于缓解我国的能源紧张有重大意义。豆科生物固氮，是全世界都公认的有效技术，豆科植物—根瘤菌有固氮的功能，世界上凡是种植大豆的国家，无一不采用这项技术。禾本科为豆科解决了氮阻遏的障碍，不仅增加固氮量，促进豆、禾双高产，还可减少病虫危害；如果从轮作过程观察，前茬豆科作物为后作提供了非常可观的氮肥，生物固氮的贡献更大。

关键词：根瘤菌豆类植物固氮共生关系

前言：

氮素作为农业生产中的重要化学元素，随着作物产量的不断提高，氮肥的使用量不断提高，造成作物种植成本提高，土壤质量下降，而根瘤的生物固氮可以为其宿主植物提供足够的氮源。深入探究大豆与根瘤菌之间的共生原理，分析根瘤的形成过程，并初步运用基因工程方法构建转MYB基因烟草模型。对农业生产中氮肥使用量的减少及土壤土质的提高具有重要作用，对降低农业生产成本亦有显著意义。

正文：

大豆根瘤菌（拉丁名：Bradyrhizobiumjaponicum）为慢生根瘤菌科、大豆根瘤菌属。是一种活的微生物制剂根瘤内的根瘤菌与豆科植物互利共生：豆科植物通过光合作用制造的有机物，一部分供给根瘤菌；根瘤菌通过生物固氮制造的氨，则供给豆科植物.

大豆生产中使用根瘤菌是一项成熟的、广泛使用的技术，能够大幅度地提高大豆生长期中的自身固氮能力，供给充足的氮素，供大豆生产所需。大豆根瘤菌有液体、固体两种剂型。固体型根瘤菌采用拌种或土施方式应用。液体型根瘤菌

采用浸种方式使用。也可以在种子包衣时加入大豆根瘤菌剂，但是要注意包衣剂和根瘤菌剂之间应相互匹配，不能因种衣剂药效抑制根瘤菌的活性。根据大田示范结果，大豆应用根瘤菌，可以使大豆产量提高10%以上，同时大豆的蛋白质含量提高2%、粗脂肪含量提高1～2%，每亩净收入增加40～50元。

对于大豆根瘤菌的技术应用的要点大体有以下几点：1、选择合适的大豆根瘤菌品种采集大豆生产区的主要土壤类型，进行土壤、根瘤菌匹配试验，筛选活性强、效果好、适应当地土壤和气候的大豆根瘤菌品种。2、采用适宜的施用方法根据大豆根瘤菌的剂型，固体菌剂采用拌种或造粒后随大豆种子、肥料穴施；液体菌剂采用浸种方式使用。也可以在种子包衣时加入大豆根瘤菌菌剂，但是要注意包衣剂和根瘤菌剂之间应相互匹配，不能因种衣剂药效抑制根瘤菌的活性。

3、合理用量菌剂拌种时每亩用量0.5千克，菌剂造粒后随大豆种子、肥料穴施时每亩用量1～2千克；液体菌剂浸种时用量0.5千克；种子包衣时用量根据包衣剂要求的用量。大豆根瘤菌是一种活的微生物制剂，在储藏、运输、使用过程中，要避免温度过高或者过低；同时不能与杀菌剂类农药混用。在我国的黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古以及黄淮海的大豆主产区，均可广泛使用大豆根瘤菌。2002～2004年，在辽宁、吉林、黑龙江和内蒙古的大豆生产区示范推广800万亩，取得很好效果，应用前景广阔。 “扩大豆科植物—根瘤菌共生体系，是我国减少化学氮肥用量的最有效途径”。中国农业大学陈文新院士的报告，让与会者为之一振。陈文新院士30年来她致力于大豆根瘤菌研究和推广，曾不止一次地向中央提出加强这方面研究和推广的建议。

建国初期，在回国的几位农业微生物学前辈的组织带领下，在我国较广泛地进行了大豆、花生、紫云英根瘤菌接种实验，效果很好，尤其紫云英接种效果极佳，根瘤菌接种事业有一段兴盛时期。但是随着化肥的大量施用，生物固氮技术逐渐淡出不再受重视。

据有关方面统计，我国年消耗氮肥占世界的30%。以2004年统计数据为例，我国生产氮肥3300万吨，需消耗1亿多吨标准煤，而氮肥的利用率仅为10%~30%；按2002年用肥量和种植面积计，我国平均施用氮肥量为美国的2.88倍、巴西的5.79倍、澳大利亚的8.85倍。且不说过量施用化学氮肥的危害，仅

从节约能源的角度出发，也应该大力提倡生物固氮技术。

中国农科院葛诚研究员大声疾呼：我们的石油总有用完的一天，到那时候我们到哪去找氮肥呢？众所周知，氮肥是高能耗产品，减少化学氮肥的投入，对于缓解我国的能源紧张有重大意义。豆科生物固氮，是全世界都公认的有效技术，豆科植物—根瘤菌有固氮的功能，世界上凡是种植大豆的国家，无一不采用这项技术。为什么我们不大力推广呢？

大豆根瘤菌推广中，由产品到土壤的这一过程，称之为根瘤菌推广的“一公里”问题。“试验示范是基础，宣传培训是重要手段，政策支持是关键，‘傻瓜化’集成才能真正技术到位”，这是黑龙江农垦的成功经验。所谓“傻瓜化”集成，是指垦区总结的一套方便简单的施肥模式———大豆根瘤菌+磷酸二铵+钾肥”的模式。

令人振奋的是，自2003年起到2007年，黑龙江垦区共计推广应用大豆根瘤菌面积820万亩，共计减少尿素投入近4万吨，生物固氮的观念已日益为垦区广大职工所接受。一是增产增效明显，是大豆振兴计划的一项推动性措施；二是在当前化肥价格飞涨的情况下，节本的效果是可观的。目前需要解决的技术问题，一是延长在包装中的根瘤菌的存活时间或者说保质期；二是开放条件下，比如拌种后、播种前，延长根瘤菌存活时间和提高存活的数量。

大豆在种植业结构中的重要位置是不可取代的，在美国大豆的种植面积约占耕地面积的30%~40%，而我国尤其是在东北地区，大豆具有非常重要的地位。近年来大豆价格的攀升，提高了农民种植的积极性；而化肥价格的飞涨，给根瘤菌推广提供了非常好的机遇。

农业部农业技术推广服务中心土壤肥料技术处处长高祥照说，近年来我国南方绿肥、北方大豆种植面积在减少，现在提出大面积普及此项技术是绝好时机。一方面直接减少化学氮肥的投入，缓解我国能源压力；同时也为大豆产业的振兴推波助澜，提供技术支撑。

据统计，全球每年生物固氮约2亿吨，豆科固氮占65%~80%，给共生植物提供所需氮50%~100%。陈院士多年研究表明，豆科植物与禾本科植物间作效应明显。禾本科为豆科解决了氮阻遏的障碍，不仅增加固氮量，促进豆、禾双高产，还可减少病虫危害；如果从轮作过程观察，前茬豆科作物为后作提供了非常

可观的氮肥，生物固氮的贡献更大。

目前，说起我国根瘤菌剂生产的产业化水平，最具代表性的还得数秦皇岛领先科技发展有限公司。该公司经过多年的努力，2001年在豆科根瘤菌剂生产上实现了工艺设备创新和工艺技术突破；2006年“液体根瘤菌剂产业化工艺”通过省级科技成果鉴定；由该公司承担的国家高技术产业化示范工程项目———“年产2万吨豆科根瘤菌剂产业化示范工程项目”，于2007年6月在秦皇岛通过国家验收。该生产线达到药品GMP生产标准，设备水平达到国际先进水平，完成了我国首家根瘤菌剂的产业化基地建设。 大豆属中度耐盐植物，盐胁迫可阻碍大豆种子萌发和植株生长，减少根瘤，抑制生物学产量的积累，导致产量下降。农业部微生物肥料质量监督检验测试中心李俊主任认为，研究筛选耐盐、固氮效率高的大豆根瘤优良菌株，应用于生产实践中，是根瘤菌剂产业化的研究方向。应有针对性地选育出适合某地区某土壤类型主栽品种的高固氮力，高竞争结瘤能力的优良菌株；确定菌株稳定、高产的发酵工艺，包括最佳发酵培养基配方、最佳发酵参数等，筛选适宜的载体和稳效助剂，使产品中功能菌株稳定存活，延长产品的保质期、降低成本。

陈院士认为，当前迫切需加强豆科育种及根瘤菌应用基础研究，如优选的豆科植物品种与高效根瘤菌匹配；突破根瘤菌剂能较长期保存的瓶颈；根瘤菌剂使用的最有效技术及相应机具改革等。她认为，目前我国已为中国豆科作物接种根瘤菌准备了充足的种质资源和新的认识，大豆生物固氮的大面积推广指日可待。建议在西部退耕还林还草事业中多种豆科植物接种根瘤菌；在广大农区，建立豆科植物———根瘤菌与禾本科及其它经济作物间套轮作体系，充分发挥

生物固氮作用，将化学氮肥用量降至最低限。

李俊主任介绍说，目前实施的国家高技术产业化示范工程项目（发改委）和国家土壤有机质提升试点补贴项目（农业部），对推动根瘤菌剂产业化是有利的。据悉，2008年国家将开始在山西、江西、湖南、广西、安徽5省（区）试点种植豆科绿肥5万亩，并进行财政补贴。同时，生物产业发展已写入“十一五”规划———绿色农用生物产品专项实施方案：推动新型高效生物肥料产业化，

开发高生物固氮是生命科学中的重大基础研究课题之一, 它在生产实际中发挥着

重要作用: 为植物特别是粮食作物提供氮素、提高产量、降低化肥用量和生产成本、减少水土污染和疾病、防治土地荒漠化、建立生态平衡和促进农业可持续发展。因此，二者之间的共生原理及固氮过程一直以来是人们研究的重要课题。 参考文献：

【1】 周德庆；微生物学教程；高等教育出版社；2011年4月。

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【3】 贾凤菊；快速筛选高效根瘤菌方法的探索；土壤肥料；1980年06期。

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报；1980年04期。

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技;1980年04期。

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【12】 苗昌泽；大豆能固氮仍需施氮肥；陕西科技报;2001年。

【13】 期刊论文；pH对土壤中土著快、慢生大豆根瘤菌结瘤的影响 - 应用

生态学- 2001 12 ( 4 )。

【14】 期刊论文；黄土高原地区大豆根瘤菌的遗传多样性和系统发育 - 微

生物学- 2010 50 ( 11 )。

【15】 期刊论文；组成型nifA对大豆根瘤菌(Rhizobium fredii))HN01lux结

瘤固氮效率的促进作用 - 科学通报 - 1999 44 ( 5 )。

【16】 李翠英；刘淑香；大豆根瘤菌应用技术；农民致富之友；2007年08

期。

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