《土壤和环境微生物学》——根瘤中气体的交换和豆血红蛋白的功能

根瘤中充气细胞间隙的作用  根瘤中进行固氮作用所需的能量是类菌体通过氧化磷酸而获得的，所以根瘤也是一个呼吸系统，必须和外界进行氧气和CO2的交换。而且还要吸收氮气和排出氢气，前者是固氮作用的底物，后者是和氨同时形成的产物，它的积累将对固氮产生抑制作用。因此，根瘤的正常生长和固氮必须不断地和环境交换气体。气体在气相中的扩散要比液相扩散快一万倍。所以根瘤中充满气体的相互联结的细胞间空隙在气体交换中起重要作用。平均每个大豆根瘤的皮层中有3000-30000个充气细胞间隙，而在含菌组织区有100000个间隙，每个空隙的平均面积为1-5um2，约占根瘤体积的5%，在根瘤深处充气空隙多，能够满足类菌体的旺盛代谢作用所需要的气体交换速度。

采用微电极研究和显微镜观察提出的直接证据说明根瘤菌能够迅速地调节氧气的扩散。当环境中的O2的浓度增高时，根瘤内皮层和含菌区的充气空隙就开始减少，直至全部消失以阻止过多的O2向内扩散。这一发现使人们对根瘤结构与功能的认别又深入了一步。