β-根瘤菌及特殊α-根瘤菌的研究概况

隶属于β-变形杆菌纲(proteobacteria)的根瘤菌,人们简称为β-根瘤菌.本文通过对分离自含羞草根瘤隶属于Burkhloderia和Cupriavidus的β-根瘤菌及归于Blastobacter、Ochrobactrum和Phyllobacterium等特殊α-根瘤菌的研究总结,介绍了根瘤菌生物多样性研究的新进展.同时,简述了根瘤菌共生基因的进化研究,并对该研究领域存在的问题进行了分析,对未来相关研究方向做了展望.     

刺槐根瘤菌的研究Ⅲ刺槐根瘤菌的血清学特性

对从辽西分离的7株刺槐根瘤菌进行了血清学特性的研究。根据免疫扩散试验的结果,7株刺槐根瘤菌可分四个血清型。菌株339、355为第一血清型,菌株359、347为第二血清型,菌株325为第三血清型,菌株329、344为第四血清型。第二血清型菌株的抗血清与花生根瘤B_(27)能形成一条沉淀带,与豇豆根瘤菌NC_(92),与快生型大豆根瘤菌113都能形成一条沉淀带。第四血清型菌株的抗血清能与豇豆根瘤菌NC_(92)快生型大豆根瘤菌113形成一条沉淀带。     

根瘤菌数值分类

对56株根瘤菌及3株土壤杆菌进行了200个形态、生理、生化及生物学性状测定,根据Ssm相似性系数及最短距离聚类公式,用电子计算机进行数值分类。试验结果,将快生型根瘤菌、慢生型根瘤穗和土壤杆菌在届的水平上分开,豌豆根瘤菌、三叶草根瘤菌和菜豆根瘤菌三者的相似性很高,合并为一个种。以上结果与《伯杰系统细菌学手册》第一卷中Jordan的根瘤菌科分类系统相一致。此外,紫云英根瘤菌自成一群,包括在根瘤菌属(Rhizobium)中。柱花草根瘤菌独立成群,包括在慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)中。     

大豆根瘤菌对福美双杀菌剂抗性的研究

通过不同大豆根瘤菌对福美双抗性的研究证明:不同大豆根瘤菌自身固有的对福美双的抗性不同,一般可耐50～100μg/ml浓度的福美双。种子拌0.3％福美双同时拌根瘤菌会使种子上的根瘤菌数降低。本文探讨了利用自发突变选育双抗菌种的可能性。试验还证明:对福美双抗性低的菌种产生自发突变抗福美双的机率要多。     

侵染3株模式豆科根瘤菌的噬菌体生物学特性

豆科作物根瘤菌被噬菌体浸染后,在一定程度上会引起根瘤菌数目和结瘤量的降低,进而导致共生固氮作用弱化和作物产量的显著下降.然而,目前关于根瘤菌噬菌体的相关研究报道较少.本研究以3株模式根瘤菌,即慢生型大豆根瘤菌、中华大豆根瘤菌和中华苜蓿根瘤菌为宿主,于黑土农田土壤中采用双层平板培养法从每个宿主细菌分离3株噬菌体,共分离获得9株根瘤菌噬菌体,对其形态结构及生物学特征进行综合分析.结果表明:侵染苜蓿根瘤菌噬菌体(SMM)和慢生型根瘤菌噬菌体(BDM)属于肌尾噬菌体科,而侵染中华根瘤菌噬菌体(SSS)隶属于长尾噬菌体科.9株噬菌体的最佳感染复数均在0.001~1.0的变化范围内.一步生长曲线结果显示,BDM的潜伏期和爆发期明显长于SMM和SSS,但获得的裂解量最小.根瘤菌噬菌体在30~40℃和中性pH条件下侵染活性最大.对比发现,侵染同一宿主的噬菌体生物学特征虽存在一定差异,但分异度远小于不同宿主噬菌体间的差异.     

根瘤菌生物地理学的研究进展

根瘤菌是一类革兰氏阴性菌,能与特定的宿主植物共生形成根瘤,将空气中的分子态氮转变为植物可以利用的氨态氮。研究根瘤菌的生物地理分布格局及形成机制,不仅具有理论上的意义,还对根瘤菌接种剂的选择具有指导意义。目前,随着分子生物学技术的发展,以及根瘤菌多样性研究数据的积累,根瘤菌生物地理学取得了较大的进展。本文综述了根瘤菌生物地理学的研究方法及现状,并对今后的重点研究方向作了展望。     

根瘤菌质粒的生物学特性

早期的研究发现,根瘤菌诱导根瘤的行为极不稳定,用已知能消去质粒的化学药剂处理根瘤菌,使根瘤菌丧失了原有的结瘤能力,推测与根瘤菌结瘤性状有关的基因可能定位在质粒上【‘］。随着根瘤菌质粒研究方法的改进［‘’‘］．人们从根瘤菌中发现了大于150kb的大质粒,从首猪根瘤菌（Anizobiumllleliloti）中检测到大约1500kb左右的质粒【‘］,从山羊豆根瘤菌U矾bO伙O＿galngae）检测到大于1700kb的巨大质粒,在同一菌株中检测到的不同质粒数多达10个［‘］。近二十多年来,根瘤菌研究逐步发展,如探究根瘤菌结瘤的分子信号识别机理,鉴…     

花生根瘤菌在根瘤菌系统分类中的地位研究

用12株分类地位已知的代表菌为对照,采用现代细菌分类学方法,对从四川省4个花生产区的天府3号和地方品种上分离的花生根瘤菌,从系统发育方面,探索了花生根瘤菌在根瘤菌系统中的分类地位。多聚酶链反应(PCR)扩增的16S rRNA的4种限制性内切酶长度多态(PCR-RFLP)以及16S rRNA部分碱基序列测定结果同时表明:四川花生根瘤菌与慢生大豆根瘤菌(Bradyrhizobium japonicum)相似性极高。由此推论它们在系统发育及进化方向上是基本一致的。该结果为研究花生根瘤菌的确切分类地位打下了基础。     

骆驼刺根瘤菌的超微结构研究

用透射电子显微镜研究骆驼刺根瘤中的根瘤菌。结果表明。在成熟的骆驼刺根瘤中,根瘤菌的大小、数量、形态、分布位置及精细结构随寄主细胞的发育程度不同而异。早期侵染细胞中,根瘤菌小,数量少,一般呈球形或椭球形,位于细胞壁附近及靠近核区的地方,没有聚磷酸盐颗粒和聚羟基丁酸。成熟侵染细胞中,根瘤菌个体较大,数量较多．多呈棒状,少数为球形或椭球形。有很多根瘤菌还呈现明显的“T”形、“Y”形或“V”形,菌体占满了整个细胞,这时的根瘤菌大多数含有聚羟基丁酸和聚磷酸盐颗粒。而在衰老的侵染细胞中,根瘤菌细胞质收缩,电子密度增高．形状变得很不规则,有的根瘤菌解体,呈现膜泡状结构,菌体中含有数量不等的聚羟基丁酸和聚磷酸盐颗粒。球状根瘤菌从侵染初期到侵染细胞裂解的整个阶段中都仔在。并且观察到的处于分裂状态的根瘤菌都是球状菌,因此可以推测骆驼刺根瘤中是以球状根瘤菌来进行增殖的。     

根瘤菌的系统发育及其分类研究进展

根瘤菌与豆科植物这一共生体系的突出特点是固氮量大,抗逆能力强和为人畜提高高蛋白质营养,在农业生产及固氮生态系统中占重要地位,对根瘤菌系统发育研究作一概述并描述了1997年后正式发表的根瘤菌新属种。     

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.     

根瘤菌分类研究进展及存在的争议

根瘤菌是一类与农业生产关系密切的细菌。近年来, 现代分子生物学技术的发展和应用使根瘤菌分类研究有了突破性进展, 新的根瘤菌资源的不断发掘, 根瘤菌的分类体系也不断地被完善。文中主要阐述了根瘤菌分类系统的演化历史、目前存在争议及相关的研究进展。     

根瘤菌多样性和系统发育研究的多相分类体系及其进展

近年来对新的根瘤菌资源的不断发掘及现代分子生物学技术的发展和应用使根瘤菌分类研究有了突破性进展。多相分类通过综合获取信息,多种方法相互印证、互为补充,推进了根瘤菌的表型、遗传型和系统发育三方面的发展,从而较全面地反映根瘤菌的生物多样性特征,是根瘤菌多样性研究工作中常常采用的技术手段。文中主要阐述了根瘤菌多相分类体系中的主要方法及现代根瘤菌系统发育地位的研究和进展。     

根瘤菌属胞外多糖的研究

本文研究了豌豆根瘤菌(Rhizobum Leguminosarum),苜蓿根瘤菌(R. meliloti),三叶草根瘤菌(R. trifolii),菜豆根瘤菌(R. phaseoli),豇豆根瘤菌(Rradyrhizobium sp.(Vigna))和大豆根瘤菌(R. Japonicum)产生的胞外多糖化学组分的差异,结果表明,不同种的根瘤菌能产生具有不同组分的胞外多糖,其多糖组分的差异主要表现在糖醛酸和甘露糖的含量。豌豆根瘤菌、三叶草根瘤菌,菜豆根瘤菌产生的胞外多糖含有糖醛酸,大豆根瘤菌和苜蓿根瘤菌产生的胞外多糖一般不含有糖醛酸。根瘤菌有快生型和慢生型之别,这种差异也可由其产生的胞外多糖组分看到,一般快生型根瘤菌:豌豆根瘤菌,苜蓿根瘤菌,菜豆根瘤菌,三叶草根瘤菌,(包括最近证明的快生型大豆根瘤菌)的胞外多糖中甘露糖所占百分比较低(低于20％),葡萄糖所占的百分比较高(高于60％),而慢生型根瘤菌:大豆根瘤菌和豇豆根瘤菌的胞外多糖中甘露糖所占百分比较高(高于36％),葡萄糖所占的百分比较低(低于50％)。     

根瘤菌系统学研究进展与展望

根瘤菌(Rhizobia)原指能与豆科植物共生固氮的革兰氏阴性细菌,归属于变形杆菌门的α-变形杆菌纲和β-变形杆菌纲。近年来,细菌系统学研究方法的发展及大量新菌株的研究,大大改变了根瘤菌的分类方法和分类系统。最新的分类体系中,对α-纲内的根瘤菌属(Rhizobium)进行了重新划分:一部分种仍保留在根瘤菌属内,新增了副根瘤菌属(Pararhizobium)和新根瘤菌属(Neorhizobium),恢复并修订了土壤杆菌属(Agrobacterium)和其它根瘤菌属(Allorhizobium),且所有属中都包括了共生和非共生的细菌。α-纲内的中华根瘤菌属(Sinorhizobium)学名虽已被剑菌属(Ensifer)取代,但在研究共生的细菌时,前者的名称仍被广泛使用。在分类方法方面,最重要的进展是全基因组序列测定及平均核苷酸一致性(ANI)已取代传统的DNA同源性分析。由于16S rRNA基因序列在根瘤菌系统发育中的保守性,目前它多用于确定系统发育中属的分类地位,而多基因序列分析、全基因组序列比较来确定种的分类地位已成为确定根瘤菌基因种的"黄金标准"。加上生理生化特性、脂肪酸、醌等的快速测定获得表型和化学分类数据,使得近十年来根瘤菌的系统学快速发展。可以期待,未来基于全基因组序列分析的根瘤菌分类系统将更趋稳定,但大量的新种仍有待描述,而这仍会导致建立一些新属,或在原本不包括根瘤菌的细菌属内分离到一些共生固氮的种或菌株。另外,药用豆科植物苦参与含有不同结瘤基因型的多种根瘤菌共生混杂性的发现,突破了原来对共生专一性的认识,为豆科植物与根瘤菌之间共生关系的研究开拓了新思路。     

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。     

pH对土壤中土著快、慢生大豆根瘤菌结瘤的影响

1　引　　言土壤 ｐＨ对根瘤菌结瘤的影响一直是微生物学和微生物生态学研究的内容之一[4] .在对大豆根瘤菌的研究中 ,早期的研究主要集中于生长慢、产碱的大豆慢生根瘤菌 (Ｂｒａｄｙｒｈｉｚｏｂｉｕｍｊａｐｏｎｉｃｕｍ) [1,2 ] .1982年 ,Ｋｅｙｓｅｒ等[3] 报道了一类生长快、产酸的大豆根瘤菌 ,并命名为费氏中华根瘤菌 (Ｓｉｎｏｒｈｚｏｂｉｕｍ ｆｒｅｄｉ ｉ) .由于它们在生理特性方面存在着明显的差异 ,其结瘤能力以及环境的生物、物理和化学等因素对结瘤的影响一直受到广泛的重视 .本文研究了偏酸、偏碱的 ｐＨ对费氏中华根瘤菌…     

根瘤菌与群体感应

细菌在高细胞密度下可以产生群体感应信号分子,调控细菌相关基因的表达,这种信号分子被称为自体诱导物。酰基高丝氨酸内酯类化合物(acyl-HSLs)是在根瘤菌中广泛存在的一类自体诱导物,该群体感应系统与根瘤菌和植物的共生作用密切相关。本文概述了AHLs介导的群体感应系统的组成及调控机制和不同根瘤菌中群体感应调节对根瘤菌生理行为及共生固氮的影响。     

根瘤菌的现代分类及其系统发育

根瘤菌是一类与农业生产关系甚为密切的细菌,它们与豆科植物共生具有很高的固氮效率。根瘤菌的分类因而成为生物固氮和细菌分类学两个领域的结合点,它的发展与这两个领域的发展有着直接的联系。近年来,随着根瘤菌资源的不断挖掘和发现以及新技术的不断发展和应用,根瘤菌的分类也经历了很大的变化和发展。特别是多相分类方法与d（N测序技术的发展和应用,使得根瘤菌的分类及其系统发育研究有了突破性进展。在这些多相分类研究的方法中,数值分类为大量菌株提供了生理学、形态学、血清学等各个表型方面的综合信息;分子技术的应用,如DN…     

一株分离自裸子植物罗汉松根瘤的根瘤菌

根瘤菌与豆科植物共生结瘤固氮被认为是地球上最重要的生物固氮体系. 裸子植物罗汉松与根瘤菌共生结瘤至今未见报道. 采用常规根瘤菌分离技术从罗汉松及其变种小叶罗汉松根瘤中分离获得11株内生细菌, 将它们回接宿主可导致结瘤, 乙炔还原法测出微弱的固氮酶活性. 传统的生理生化鉴定方法和16S rDNA全序列分析证明该内生细菌代表菌株GXLO 02隶属于根瘤菌.