根瘤是根瘤菌和豆科植物的共生体。根瘤是在植物根系上生长的特殊的瘤,因寄生组织中建成共生的固氮细菌而形成。
1. 豆科植物的结瘤情况
豆科植物是种子植物的第三大科,包括了3个亚科,全世界豆科植物近2万种,调查过结瘤情况的还只是少部分。据研究表明,在水分充足的地带,豆科植物容易结瘤且长势较好,而在干旱条件下结瘤较少。
2. 根瘤的形成机制
在根瘤的形成机制中,豆科植物首先分泌类黄酮诱导根瘤菌合成结瘤因子,结瘤因子被植物根毛细胞识别后引起一系列反应,最终形成共生体,将空气中的氮还原为氨。
3. 共生关系的重要性
根瘤菌与相应的豆科植物共生形成根瘤,对自然界的氮素循环有重要作用。豆科植物为根瘤菌提供了生长繁殖所需的能量和营养物质,而根瘤菌则帮助植物合成含氮化合物。
4. 能量供给与氮素循环
在共生过程中,豆科植物为根瘤菌提供生长繁殖所需的能量,而根瘤菌则帮助将空气中的分子态氮还原为植物可利用的氨,促进氮素循环。
5. 共生体的能量消耗
共生对于豆科植物来说也是一个能量消耗的过程,宿主植物需要提供足够的碳源来维持根瘤菌的生长。这种互惠互利的关系使得植物能够获取到额外的氮源,同时为根瘤菌提供适宜的生存条件。