新疆地区土著根瘤菌的数值分类研究

用52株豆科植物根瘤菌(其中模式种3株,新疆地区土著根瘤菌27株和已知参比菌22株)及3株土壤杆菌,测定了形态、生理、生化、营养及抗逆性等特性,结果表明:新疆地区不少根瘤菌有其特殊性,如:耐高温(40℃),耐高盐(5％NaCl),抗高pH(pH10.72);尤其是新疆的中、慢生型菌株(光密度法测代时为5—12小时),它们能利用鼠李糖,卫矛醇,在YMA培养基中产酸,还原石蕊牛奶,并在其中产酸;有的菌株还能利用乳糖、麦芽糖、蔗糖,有几株还具有周生鞭毛,而这些特征是典型的慢生型菌株所不具备的。采用208个编码性状对这55株菌进行数值分类的结果表明:快生、慢生型根瘤菌和土壤杆菌三者在属的水平上分开,这一结果与新近出版的伯杰系统细菌学手册关于根瘤菌科的分属一致,但新疆中、慢生型菌有其特殊性,独立成群,它介于快生、慢生型之间,而更接近快生型,其确切分类地位有待扩大菌株数进一步探讨;另外,本研究还表明,快生型大豆根瘤菌很可能代表一个新的分类单元。     

安徽地区花生根瘤菌遗传多样性的研究

采用RAPD技术对分离自安徽地区的花生根瘤菌和部分参比菌株进行了遗传多样性和系统发育研究。结果表明来自凤阳和山东青岛地区花生根瘤菌的遗传距离比快生型和慢生型根瘤菌之间的遗传距离更远;安徽地区花生根瘤菌具有复杂的遗传基础,其遗传多样性丰富,其中来自宿州、合肥、贵池三地区的花生根瘤菌归为慢生型根瘤菌;而来自巢湖、宿州、淮北、芜湖地区的花生根瘤菌与快生型苜蓿根瘤菌的遗传地位更为接近,为快生型根瘤菌。     

根瘤菌可溶性蛋白和酯酶的电泳图谱分析

我们分析行了二十株根瘤菌可溶性蛋白和酯酶的电泳图谱。菌株中14株分离自野大豆的快生型大豆根瘤菌和3株慢生型大豆根瘤菌;另外3株根瘤菌分别分离于苜蓿、豌豆和三叶草。根据它们电泳谱带的Rf值,计算了各根瘤菌可溶性蛋白图谱间的相似性系数。快生型大豆根瘤菌的电泳图谱均不同于慢生型大豆根瘤菌和其他根瘤菌。鉴于各菌株有其独特图谱,以此作为根瘤菌分类和鉴定的依据,是较可靠的方法。     

超慢生型大豆根瘤菌的生理生化和共生特性的研究

超慢生型大豆根瘤菌(ESG,extra—slow-gfowing soybean rhizobium)是不同于大豆另两类共生体——慢生型大豆根瘤菌(Bradyhizobium,japonicum)和快生型大豆根瘤菌(Sin-orhizobium fredii)的新类群。它们在生长速率和生理学特性等方面均表现出较大的差异。根瘤类菌体的扫描结果表明,ESG的类菌体形态为杆状,与另外两群相近,但发现有“Y”形类菌体。ESG利用碳源范围较窄,抗生素自然耐受性比慢生型低,在柠檬酸盐培养基上不生长;代时超长,已测定的7个菌株代时为23．3-41．9h。细胞成分N,c分析结果表明,ESG在三个类群中N含量最高,C含量最低。温室盆栽试验证明ESG中大部分菌株的固氮酶活性和植株含氮量与生产用菌株相当。ESG菌株可以在绿豆上结瘤并有固氮酶活性。     

根瘤菌属几种同工酶的研究

本文对根瘤菌属12株不同根瘤菌的过氧化物酶,谷氨酸草酰乙酸转氨酶及酯酶同工酶进行了测定,结果发现:所有菌株的过氧化物酶和谷氨酸草酰乙酸转氨酶均呈阴性。酯酶同工酶酶带数在快生型和慢生型根瘤菌之间存在明显的区别,在YMA培养基上,快生型根瘤菌仅有1—2条,迁移率在0.71—0.98之间变化;而慢生型根瘤菌却有4—6条酶带,迁移率在0.15—0.98之间变化,同一菌株在不同碳源上酯酶同工酶酶带数也发生显著变化。     

根瘤菌同工酶图谱分析和分类

利用聚丙烯酰胺凝胶电泳分析了９株根瘤菌酯酶及ＳＯＤ同工酶图谱,结果显示快生型根瘤菌与慢生型根瘤菌有明显区别,不仅根瘤菌种间有明显差别,而且菌株间也存在差异。Ｒｈｉｚｏｂｉｕｍｌｅｇｕｍｉｎｏｓａｒｕｍｂｉｏｖａｒｓｖｉｃｅａｅ和ｐｈａｓｅｏｌｉ具有相同的ＳＯＤ图谱和相似的酯酶图谱。快生型大豆根瘤菌的上述同工酶图谱不同于慢生型大豆根瘤菌和其它快生型根瘤菌。     

斜茎黄芪根瘤菌表型性状数值分析

对95株斜茎黄芪根瘤菌与15株已知根瘤菌参比菌及5株来自其它寄本植物的根瘤菌一起进行了130项表型性状分析。结果表明：斜茎黄芪根瘤菌具有极大的表型性状多样性。全部供试菌株在83％相似性水平上分为19个表观群,大部分斜茎黄芪根瘤菌独立成群,与参比菌株的表到性状相似性较低;慢生型斜茎黄芪根瘤菌与快生型斜茎黄芪根瘤菌明显分开,分别构成独立的表现群;某些斜茎黄芪根瘤菌具有很强的抗逆性。     

三叶草素基因(tfx)在快生型大豆根瘤菌(Sinorhizobium fredii)H12-2中的表达与稳定性测定

将含有三叶草条基因的重组质粒pT2TFXK和pT2TX3K以接合转移的方式导入快生型大豆根瘤菌H12－2。转移接合子H12－2（pXK）能产三叶草素并具有抑菌活性;H12－2（P3K）表现出对三叶草素的抗性。抑菌谱试验结果表明：82％的供试快生型大豆根瘤菌菌株对三叶草素敏感;所有供试慢生型大豆根瘤菌则表现抗性。稳定性检测结果表明：在共生与人工培养条件下,导入的pXK和p3K质粒均可在宿主菌中稳定存在和表达。     

卷荚相思根瘤菌的生物学特性

为探讨卷荚相思根瘤菌的生物学特性,从广西高峰林场卷荚相思林分采集分离到12株根瘤菌,对这些菌株进行了生理生化试验,并利用这些菌株对厚荚相思苗木进行接种结瘤试验。结果表明:(1)依据生长代时和单个菌落形成测定结果,分离获得的12个菌株可以分为9个快生菌株和3个慢生菌株。(2)大部分的供试根瘤菌菌株可以利用无机氮源作为其生长所需的氮源,但对供试用的糖源利用存在着较大的差别。(3)所有供试菌株在3一酮基乳糖反应、牛肉膏蛋白胨、淀粉水解试验中呈阴性,所有供试的12个菌株均能进行利用柠檬酸盐,在BTB试验中均产酸,在石蕊牛奶反应均产碱。(4)12个卷荚相思根瘤菌菌株接种到厚荚相思苗木后,均能使其根部结瘤,并进一步筛选出结瘤效果和固N效果比较好的供试菌株是快生型菌株(J003、J004、J005、J008)和慢生型菌株(J012)。这为从华南的酸性土壤中寻找和利用土著根瘤菌资源提供了科学依据。     

耐盐高效大豆根瘤菌株的构建

快生型大豆根瘤菌RT19是一株耐盐而固氮能力差的菌株,在含有0．3 mol／L Nacl的YM培养液中生长良好,代时为3．5h,甚至在0．6mol／L NaCl条件下仍可生长。慢生型大豆根瘤菌USDA110对盐敏感,在含有0.1 mol／L Nacl的YM培养液中不生长,但结瘤固氮能力强。     

分离自补骨脂等宿主根瘤的24株菌的数值分类和16S rDNA PCR-RFLP 研究

采用数值分类和16S rDNA PCR-RFLP对分离自云南省豆科植物补骨脂(Psoralea corylifolia)、葛藤(Pueraria lobata)、杭子梢(Campylotropis macrocarpa)等宿主的24株菌及10株根瘤菌参比菌株进行了研究。数值分类结果表明, 在84%相似性水平上, 所有的菌株可分为3群：群Ⅲ为未知菌群, 群Ⅰ为慢生菌群, 群Ⅱ为快生和中慢生菌群。从依据16S rDNA PCR-RFLP分析建立的树状图来看, 在70%相似性水平上, 所有的菌株可分为5个系统发育分支：分支Ⅰ和Ⅴ没有参比菌株, 为未知分支; 分支Ⅱ为Agrobacterium-Sinorhizobium-Rhizobium, 分支Ⅲ为Mesorhizo- bium, 分支Ⅳ为Bradyrhizobium。数值分类和16S rDNA PCR-RFLP的结果部分一致, 有2株菌与A. tumefaciens IAM13129T聚在一起。     

分离自补骨脂等宿主根瘤的24株菌的数值分类和16S rDNA PCR-RFLP 研究

采用数值分类和16S rDNA PCR-RFLP对分离自云南省豆科植物补骨脂(Psoralea corylifolia)、葛藤(Pueraria lobata)、杭子梢(Campylotropis macrocarpa)等宿主的24株菌及10株根瘤菌参比菌株进行了研究.数值分类结果表明,在84%相似性水平上,所有的菌株可分为3群:群Ⅲ为未知菌群,群Ⅰ为慢生菌群,群Ⅱ为快生和中慢生菌群.从依据16S rDNA PCR-RFLP分析建立的树状图来看,在70%相似性水平上,所有的菌株可分为5个系统发育分支:分支Ⅰ和Ⅴ没有参比菌株,为未知分支;分支Ⅱ为Agrobacterium-Sinorhizobium-Rhizobium,分支Ⅲ为Mesorhizobium,分支Ⅳ为Bradyrhizobium.数值分类和16S rDNA PCR-RFLP的结果部分一致,有2株茵与A.tumefaciens IAM13129T聚在一起.     

光敏生物素标记总DNA探针对大豆根瘤菌的检测

以光敏生物素标记慢生型大豆根瘤菌(Bradyrhizobium japonicum)USDA110总DNA作为探针,与快生型大豆根瘤菌杂交时,没有杂交斑点形成,而与慢生型大豆根瘤菌中的部分菌株能形成杂交斑点,表明该探针具有种和部分菌株特异性,用该探针与压碎的根瘤汁液进行DNA杂交,检测USDA110在不灭菌的盆栽土壤中的竞争结瘤能力,发现USDA110在大豆不同生育期的占瘤率为70%～90%。     

磁场对大豆共生固氮的效应

恒定磁场处理慢生大豆根瘤菌“005”和接种后的大豆植株,发现磁场可以提高根瘤的固氮活性。在一定的磁场强度(70—100mT)下,固氮活性平均可以提高4—5倍,植株的结瘤数和根瘤重量平均提高2—3倍。从这样的根瘤中所分离出的根瘤菌,由慢生型转变成快生型,在100植株中有17株的根瘤分离出快生菌。生长世代时间和培养溶液中的pH值与慢生型不同,而与快生型相同。     

海南省根瘤菌资源考察及分类

对海南省各地区的豆科植物进行了根瘤菌共生情况调查和根瘤样品采集。经分离、纯化和回接试验后,选取了其中38株菌与Rhizobium、Bradyrhizobium、Sinoorhizobium和Agra-btcterium四属的18株参比菌进行了193个生理生化性状分析,使用简单匹配系数(ssm)和平均连锁法(UPGMA)进行了聚类分析,同时对部分菌株做了DNA—DNA杂交分析及交叉结瘤试验。结果表明,海南省根瘤菌被分为快慢两群,自同一寄主植物属既分离出快生根瘤菌又分离出慢生根瘤菌。海南省慢生根瘤菌全属于Bradyrhizobium群,该群在88％相似性水平分为三个亚群,相当于亚种水平。慢生菌在亚群中的分布与原寄主无相关性,即同一寄主的菌分布在不同亚群中。海南快生菌却独立成群,在碳氮源利用、抗生素抗性及其它生理生化特性上与海南慢生菌群和快生参比菌群均显著不同,值得进一步研究,以确定其分类地位。     

安徽地区大豆根瘤菌遗传多样性研究

采用RAPD技术对分离自安徽地区的大豆根瘤菌和部分参比菌株进行了遗传多样性和系统发育研究.结果表明:来自山东即墨、宿州灵壁、凤阳小溪河和六安金寨的菌株归为慢生型根瘤菌、来自安庆宿松、凤阳中都城、巢湖含山、滁州天长、淮北杜集、蚌埠淮上的菌株归为S.xinjiangensis,来自滁州全椒和风阳韭山洞的菌株是与花生根瘤菌和苜蓿根瘤菌更接近的快生型根瘤菌.而1株来自巢湖庐江的大豆根瘤菌和其它菌株的遗传距离较远,单独归为一类,其遗传地位特殊.     

新疆土著大豆根瘤菌的表型多样性

选用分离自新疆昌吉市郊土壤的大豆根瘤菌61株和参比菌5株,对它们进行唯一碳氮源、抗生素抗性和抗逆性等表型性状分析,结果表明所有菌株在70.1％相似水平上分为快生大豆根瘤菌和慢生大豆根瘤菌2群,其中快生大豆根瘤菌在81.4％相似水平上又分为2个亚群,40株供试的新疆快生大豆根瘤菌与新疆中华根瘤菌聚为一群;7株供试菌聚为一小群,抗逆性强。所有供试快生菌株都与费氏中华根瘤菌相似性低,所以新疆快生大豆根瘤菌可能是与费氏中华根瘤菌相独立的一个种。     

中国东北地区不同土壤类型中快生型大豆根瘤菌的生态分布与回接鉴定

我们从1982年开始分离中国东北地区不同土壤类型中的快生型大豆根瘤菌,由东北三省的黑土、白浆土、草甸土、盐土的64个样品中,分离得到大豆根瘤菌菌株46个,这些菌株中除传统的慢生型大豆根瘤菌外,还有在YMA培养基上生长速度快、世代时间短,在含溴麝香草酚兰(Bromothymol blue)的YMA培养基上产酸变黄的快生型大豆根瘤菌(Fast-growing Rhizobium japonicum)25株,现将其在东北地区不同土壤类型中的生态分布与回接鉴定的试验结果简报如下。     

转座子Tn5诱变快生型大豆根瘤菌

大豆与其根瘤菌的共生固氮体系由于分布广效率高,在农业上的意义很大。能与大豆结根瘤的细菌有两个属:(1)慢生型大豆根瘤菌(Bradyrhizobium japonicum),目前用作生产菌剂的许多优良菌株都是这一属的成员。(2)快生型大豆根瘤菌(Rhizobium,fredii),是1982年才报道的中国特有资源,具有生长速度快的优点。大多数快生型菌株对大豆重要的生产     

五株大豆根瘤菌噬菌体的普遍性转导

本文研究了5种烈性大豆根瘤菌噬菌体在大豆根瘤菌菌株间的普遍性转导。噬菌体psc和psx能在慢生大豆根瘤USDA110菌株间转导营养缺陷型标记和卡那霉素抗性标记。快生大豆根瘤菌MD3菌株间可通过噬菌体pfm转导营养缺陷标记和卡那霉素抗性标记。噬菌体pfc和pfx可在快生豇豆根瘤菌ANU240及其变种ANU265间转导抗性基因和定位于共生质粒（sym质粒）上的结瘤基因（common nod）。所有转导频率均在10-6~10-7之间。用紫外线处理噬菌体裂解液可以相应提高转导频率。