中国帕米尔高原根瘤菌-豆科植物共生资源调查

对帕米尔高原进行了根瘤菌——豆科植物共生资源的调查与收集,分析了根瘤的特征和根瘤菌的抗逆性。共采集到11属22种豆科植物,除菜豆、昆仑锦鸡儿、豇豆和白花草木樨等4种豆科植物未见结瘤外,其它豆科植物均能结瘤,其中帕米尔扁蓿豆、美丽棘豆、毛序棘豆、金毛脬萼黄芪等4种为新发现的结瘤豆科植物。共收集到8属18种豆科植物的根瘤样品250份,发现根瘤数量相对较少,颜色以白色或褐色为多,形状多样,多着生于主根、侧根的上部。通过对109株根瘤菌的抗逆性分析,获得一些具有耐低温和耐盐碱能力的优良菌株。     

我国豆科植物根瘤菌资源多样性及应用基础研究

北京农业大学菌种保藏中心(CCBAU)现已保藏根瘤菌5000余株,是全世界最大的根瘤菌资源数据库。通过对其中的2000余株根瘤菌作多相分类研究,确定根瘤菌新属2个、新种11个。结合根瘤菌宿主及其生态环境的关系,提出根瘤菌与豆科植物共生关系的新认识;并得出豆科植物接种根瘤菌的新见解,这对于西部大开发中新区种植豆科植物接种适宜的根瘤菌具有重要指导意义。     

神木地区耐旱灌木和草本豆科植物根瘤菌遗传多样性

豆科植物具有抗逆性强、耐瘠薄的特性,许多豆科植物是荒漠地区的先锋植物,在生态环境保护中起重要作用.以神木地区主要的灌木和草本豆科植物-根瘤菌共生体系为材料,采用16S rRNA PCR-RFLP和序列分析等方法,对分离得到的55株菌进行多样性分析,其中,30株菌分离自灌木豆科植物紫穗槐和柠条,25株菌分离自草本豆科植物斜茎黄芪、苜蓿、草木樨黄芪等.结果表明: 这些菌株共有11种16S rRNA PCR-RFLP遗传图谱类型,分离自草本豆科植物的菌株主要归属于中慢生根瘤菌属、剑菌属、根瘤菌属、叶瘤杆菌属和土壤杆菌属5个属,分别与华癸中慢生根瘤菌、地中海中慢生根瘤菌、刺槐中慢生根瘤菌、费氏剑菌、草木樨剑菌、木兰根瘤菌、放射根瘤菌、突尼斯叶杆菌和根癌土壤杆菌系统发育关系最近.分离自灌木豆科植物的菌株仅归属于中慢生根瘤菌属,分别与华癸中慢生根瘤菌和地中海中慢生根瘤菌系统发育关系最近.华癸中慢生根瘤菌和地中海中慢生根瘤菌是两类豆科植物的共生菌种,表明在干旱地区,根瘤菌对两种类型豆科植物的选择共生存在差异,这与豆科植物种类有关,还可能与其所处生态环境有关.     

刺槐根瘤菌的表型多样性研究

从杨陵地区采集豆科树种刺槐的根瘤,经分离、纯化,获得40株未知菌株,并选取35株参比菌株,进行唯一碳源、氮源利用、对抗生素和染料的抗性、耐盐性、初始pH生长、生长温度范围及石蕊牛奶反应等共105项生理生化测定。结果表明：供试的刺槐根瘤菌在碳、氮源利用、抗生素敏感性、对染料的抗性程度等方面存在着差异。部分菌株具有较强的耐盐碱能力,其中42．5％的菌株能耐受3.0％的NaCl,17．5％的菌株可在初始pH12的YMA培养基上生长。从数值分类树状图可见,在86％的相似水平上未知菌株构成了3个新的类群,其中第1、2类群各有10株菌,中心菌株分别为NWYC113和NWYCl29,第3类群有7株菌,中心菌株为NWYC147。其分类地位需进一步研究和确定。     

用rep-PCR技术研究中国花生根瘤菌的多样性

采用细菌基因组重复序列ＰＣＲ技术（简称ｒｅｐＰＣＲ）中常用的ＲＥＰＰＣＲ和ＥＲＩＣＰＣＲ,对从中国１１个省、市的２３个点、２４个花生品种采集的根瘤中分离的５９株花生根瘤菌Ｂｒａｄｙｒｈｉｚｏｂｉｕｍｓｐ．（Ａｒａｃｈｉｓ）进行多样性研究,同时对来自国外的６株花生根瘤菌及１４株参比慢生根瘤菌也进行了比较。得到的低相似性结果表明中国花生根瘤菌基因组存在显著的多样性。ＲＥＰＰＣＲ揭示,在相似性５０％上分为１１个群,而ＥＲＩＣＰＣＲ却得到２４个分群。这两种结果对菌株的分群有差异,暗示这两种短重复序列在慢生根瘤菌基因组中的分布的不同。没有发现菌株间基因组的多样性分布与花生品种、地理来源之间的必然联系。将两者电泳图谱结合并分析,得到介于上述两者间的结果。此结果进一步反映了菌株基因组间存在的多样性。同时还表明ｒｅｐＰＣＲ不仅是研究生物多样性的快速简便方法,还可应用于菌株的鉴别和生态学研究。     

用rep—PCR技术研究中国花生根瘤菌的多样性

采用细菌基因组重复序列ＰＣＲ技术（简称ｒｅｐＰＣＲ）中常用的ＲＥＰＰＣＲ和ＥＲＩＣＰＣＲ,对从中国１１个省、市的２３个点、２４个花生品种采集的根瘤中分离的５９株花生根瘤菌Ｂｒａｄｙｒｈｉｚｏｂｉｕｍｓｐ．（Ａｒａｃｈｉｓ）进行多样性研究,同时对来自国外的６株花生根瘤菌及１４株参比慢生根瘤菌也进行了比较。得到的低相似性结果表明中国花生根瘤菌基因组存在显著的多样性。ＲＥＰＰＣＲ揭示,在相似性５０％上分为１１个群,而ＥＲＩＣＰＣＲ却得到２４个分群。这两种结果对菌株的分群有差异,暗示这两种短重复序列在慢生根瘤菌基因组中的分布的不同。没有发现菌株间基因组的多样性分布与花生品种、地理来源之间的必然联系。将两者电泳图谱结合并分析,得到介于上述两者间的结果。此结果进一步反映了菌株基因组间存在的多样性。同时还表明ｒｅｐＰＣＲ不仅是研究生物多样性的快速简便方法,还可应用于菌株的鉴别和生态学研究。     

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.     

黄芪根瘤菌的多样性分析

选用23株分离自山西、内蒙古、宁夏、甘肃和吉林的黄芪根瘤菌菌株,进行了营养利用、抗生素抗性、耐逆性和酶活性测定,发现不同地区来源、甚至同一地区来源或同种寄主的不同菌株存在着较大的差异,这种不一致现象在来源于甘肃的7株菌中尤为明显,特别是G156、G130和GO13在碳源利用能力方面表现出诸多不同于本多数黄芪根瘤菌的特点。G156、G012和G022能在50℃生长。多数被试菌株在pH11的条件下生长,少数菌株耐4％～5％NaCl,这些结果均说明黄芪根瘤菌是一个极其多样化的类群,它们也明显不同于已知根瘤菌。     

花生根瘤菌群体遗传多样性和系统发育研究

利用16S rRNA RFLP,16S rRNA序列分析和16S－23S IGS PCR RFLP技术对43株花生根瘤菌和来自其他种属的15个参比菌株进行了群体遗传多样性和系统分析。16S rRNA PCR RFLP分析结果表明,所有供试花生根瘤菌均属于慢生根瘤菌属,在系统发育上与B.japonicum的亲缘关系最近,具有相同的16S rRNA RFLP基因型,而与B.elkanii相对较远。16S rRNA 序列分析结果表明,供试花生根瘤菌在系统发育上更接近于B.liaoningense,序列间差异小于1％,而B.liaoningense在系统发育上与B.japonicum相距很近,其序列间差异小于1％,16S－23S rRNA IGS RFLP分析结果表明,尽管花生根瘤菌与B.japonicum和B.elkanii的亲缘关系很近,但在71％的相似性水平上供试花生根瘤菌仍各自聚为一群,并可进一步分为A、B、C和D4个亚群,该分群还明显反映了地理因素对群体遗传多样性和系统发育的影响。     

用AFLP技术研究花生根瘤菌的遗传多样性

采用AFLP分子标记技术,对分离自中国、津巴布韦、以色列的133株慢生花生根瘤菌(\%Bradyrhizobium \%sp.\%arachis)\%和13个代表菌株(\%Bradyrhizobium japonicum. Bradyrhizobium elkanii)\%的DNA扩增长度多态性进行了分析,并根据各供试菌株的遗传相似性进行了数值聚类。结果表明慢生花生根瘤菌群体内存在很高的遗传多样性,每个菌株的AFLP带谱均与其它菌株完全不同。AFLP技术简便、快速、重现性极高,能表现高信息量的DNA长度多态性,是目前研究生物群体内遗传多样性的最有效办法。     

中国帕米尔高原禾本科植物资源与利用

整理鉴定了中国帕米尔高原禾本科植物,结果表明：该区禾本科有31属131种,分别占新疆禾本科属的43．7％,种的34．8％,并对其资源进行评价,为该区禾本科资源的合理开发利用提供理论依据。     

新疆乌恰县豆科植物根瘤菌数值分类研究

新疆乌恰县具有独特的地理环境与气候条件,蕴藏着丰富的结瘤豆科植物资源.本研究从乌恰县豆科植物根瘤中分离到40株根瘤菌,并进行唯一碳源利用、唯一氮源利用、对抗生素和染料的抗性、耐盐性、初始pH生长、生长温度范围及石蕊牛奶反应、氧化酶、过氧化氢酶、脲酶共118项生理生化性状测定.结果表明:乌恰县豆科植物根瘤菌在碳氮源利用、抗生素敏感性、对染料抗性程度等方面存在着差异.供试根瘤菌能耐受较低温度,并具有较强的耐盐、碱能力,均能在pH 6~12的YMA培养基上生长,有60%的菌株能耐受0.86mol/L的NaCl.数值分类结果表明,在84.2%的相似水平上40株供试菌株构成了4个新的表观群.第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ类群分别有8、9、3和3株菌,中心菌株分别为NWWQ73-2、NWWQ13-1、NWWQ1-2、NWWQ6-2.此外,乌恰县豆科植物根瘤菌与模式菌株的相似性较低,它们所形成的4个独立群可能有新种存在.     

中国帕米尔高原种子植物的区系地理研究

中国帕米尔高原约有种子植物59科303属963种(包括变种)。分析表明:该区种子植物区系的地理成分较为复杂,联系广泛。温带性质的属有254属,占总属数的83.8%,热带性质的属有13属,占总属数的4.3%;温带性质的种有723种,占总种数的75.1%,热带性质的种有17种,占总种数的1.8%。表明该地区植物区系具有明显的温带性质,同时受到热带植物区系的影响。另外在区系科属分级水平上,寡属科、单属科占绝对优势,而超过20属的大科在该区仅有3科,却占总属数、总种数的35.9%和38.6%,区系优势现象十分明显;单种或少种属也较多,属种比值偏高,表明区系组成上的复杂性。     

陕西太白尾矿区根瘤菌多样性及抗性菌株筛选

以研究陕西太白金矿尾矿区根瘤菌的资源多样性和重金属、苯酚抗逆性菌株的筛选为目的,选取分离自尾矿废弃地及太白河边的8种豆科植物的108株根瘤菌及42株参比菌株,进行了生长温度范围,唯一碳源、氮源利用,生长初始pH,耐盐性,重金属和苯酚的抗性等151项表型性状分析。结果表明,供试根瘤菌的表型特性存在明显差异,在85%的相似水平上供试菌株聚成5个类群,其中类群I有26株菌,主要分离自天蓝苜蓿(Medicago lu-pulina);类群Ⅱ有12株菌,其寄主各不同;类群Ⅲ有3株菌,寄主均为金翼黄芪(Astragalus chrysopterus);类群Ⅳ有40株菌,主要分离自金翼黄芪;类群Ⅴ有4株菌,寄主均为截叶铁扫帚(Lespedeza cuneata)。类群Ⅳ与已知种R.mongolense聚在一起,其这4个类群未与参比菌株聚在一起,可能是新的表观群,其分类地位需进一步确定。一些菌株表现了较强的抗重金属和苯酚毒性的能力,其中1株菌能耐受0.15 mmol/L的Hg2 ,4株菌能耐受0.4mmol/L的Cu2 ,3株菌能耐受1.6 mmol/L的Zn2 ,5株菌能耐受900 mg/L的苯酚。     

纳帕海高原湿地噬藻体psbA遗传多样性

噬藻体在水生系统中分布广泛,数量丰富,具有丰富的生物多样性。为揭示纳帕海高原湿地噬藻体psbA遗传多样性,并分析其系统进化地位。本研究于纳帕海高原湿地采集土壤样品,以特异性引物对其光合基因psbA进行扩增,得到不同的psbA基因序列51条,并在淡水、海水、稻田等不同环境下进行PCoA分析和系统发育分析。通过研究得知,在纳帕海高原湿地环境下的psbA基因和在稻田环境中的psbA相接近,而与海洋环境相距较远,并且大多与蓝藻细菌相聚簇,而且psbA基因中的NT-4和NT-7与噬藻体具有较高相似性,和其他地区比较较远。推测NT-4和NT-7是纳帕海高原湿地特有的噬藻体类群。     

中国帕米尔高原种子植物组成及其资源分析

经调查中国帕米尔高原共有种子植物530种,隶属于43科201属。由于地处高寒大陆性环境,帕米尔高原种子植物已集中于有限的少数科。科与属的种类组成均反映出该地区植物区系的过渡性,多数属、种已位于其分布区的边缘。该地区野生植物资源较为丰富,有可食用植物22种,饲用植物66种,观赏植物52种,药用植物约有13种。这些极端环境条件下的植物资源具有重要的经济意义和科研价值。     

中国帕米尔高原种子植物区系的特征

中国帕米尔高原约有种子植物963种（包括变种）,隶属59科303属。其中裸子植物3科、3属、12种,被子植物56科、300属、951种。在区系科属分级水平上,寡种科、单种科占绝对优势,超过50种的大科仅有4科,分别占总属数、总种数的40.26%和46.21%,区系优势现象十分明显;单种或少种属也较多,属种比值偏高,表明区系组成上的复杂性。在区系地理成分中则是以温带成分为主的北温带成分占主导地位,其次是旧世界温带分布成分和地中海、西亚至中亚成分,而热带成分十分微弱。     

西北部分地区苦马豆根瘤菌的表型多样性研究

将采集自甘肃、新疆、宁夏等地区的苦马豆根瘤,经分离、纯化获得48株未知菌株,并选取7株参比菌株,进行唯一碳、氮源利用、对抗生素及染料抗性、耐盐性、初始pH生长、生长温度范围及酶活性等共113项生理生化测定;采用数值分类方法对未知根瘤菌进行表型多样性分析。结果表明：供试菌株在碳氮源利用、抗生素敏感性、抗逆性等方面存在着差异。该地区苦马豆根瘤菌具有较强的耐盐、耐碱能力,所有菌株均能在初始pH9~12的YMA培养基上生长,35%菌株可耐受6%的NaCl。从数值分类树状图可见,未知供试菌株在56%的相似水平上聚在一起,在72%的相似水平上分为5个表观群。群Ⅰ有39株菌,在74.6%相似水平聚合,中心菌株为CCNWGS0215;群Ⅱ有5株菌,在76%的相似水平聚合,中心菌株为CCNWGS0228;群Ⅳ有2株菌,在81.5%的相似水平聚合,群Ⅲ和群Ⅴ分别只有1株菌,它们与模式株分离,可能为潜在的新种。     

帕米尔高原可培养需氧冷适应细菌及古菌多样性

【目的】帕米尔高原是贫营养、高辐射、干燥的冷环境,可能蕴藏丰富的冷适应微生物资源。本研究基于分离培养技术,探究帕米尔高原不同海拔梯度及不同培养条件下的冷适应微生物多样性。【方法】针对采集自帕米尔高原1000-2000m、2000-3000m、3000-4000m和4 000-5 000 m四个海拔梯度的土壤样品,选用TSA和R2A两种培养基于4°C进行冷适应细菌的分离培养,NOM和F6两种培养基于4°C和15°C进行冷适应古菌的分离培养。根据16S rRNA基因序列同源性对分离菌株进行鉴定,分析不同海拔梯度和不同培养条件的物种多样性及之间的差异性。【结果】本研究从帕米尔高原共分离得到419株需氧原核微生物,16S rRNA基因测序鉴定结果表明,分离菌株隶属于2个域、5个门、8个纲、18个目、28个科、49个属及118个种,为115种冷适应细菌及3种古菌。冷适应细菌中,γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)为第一优势纲,放线菌纲(Actinobacteria)中物种多样性最为丰富。高海拔地区的冷适应细菌物种多样性存在差异,海拔1 000-4 000 m的优势菌群均为γ-变...