根瘤菌

    豆科植物根上，常有各種形狀的瘤狀突起，這是豆科植物根與土壤微生物根瘤細菌相互作用產生的共生體，即根瘤(root nodule)。

 

    根瘤的產生是由於土壤中的根瘤菌受根毛分泌物吸引，聚集生活在根毛周圍，分泌纖維素酶，逐漸溶解了根毛的細胞壁。然後，從根毛侵入根原皮層細胞，在皮層細胞中迅速繁殖，同時皮層細胞因受到根瘤菌分泌物的刺激不斷迅速分裂，產生大量新細胞，致使該部分皮層體積膨大，結果在根表麵形成瘤狀突起的根瘤。

    根瘤菌一方麵從根皮層細胞中吸取它生活所需要的水分和養料；另一方麵根瘤菌能把空氣中遊離的氮轉變成含氮化合物，這種現象稱為固氮作用，根瘤菌提供的含氮化合物可以被植物吸收，合成自身所需的營養物質。可見，豆科植物和根瘤菌之間的關係是綠色植物和非綠色植物之間的互利共生關係。在根瘤菌生長時，一部分含氮化合物可以從豆科植物的根分泌到土壤中，同時，在豆科植物生長末期，一些根瘤可以自根上脫落或隨根留在土壤中，這樣通過根瘤進一步培肥土壤，增加土壤中的氮肥，為其它植物所利用。因此，利用豆科植物與其它植物輪作、間作，可以減少施肥，不僅降低了生產成本，而且能提高單位麵積的產量。也可以利用種植豆科植物，如紫雲英、苜蓿、草木犀等作為綠肥，就是這個道理。有的土壤裏沒有根瘤菌，在播種時，可以從有根瘤菌的地上取土拌種，或用根瘤菌肥拌種，為根瘤的形成創造條件。

 

    除豆科植物外，在自然界中還發現一百多種植物能形成根瘤，並具固氮能力。如樺木科、木麻黃科、薔薇科、胡頹子科、禾本科等科植物。近年來，把固氮菌中的固氮基因轉移到農作物和某些經濟植物中已成為分子生物學和遺傳工程的研究目標，尤其是農業生產上在禾本科作物，如玉米、小麥栽培中推廣根瘤菌實用技術，已取得顯著成效。

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