根瘤菌多相分类的研究进展

根瘤菌可以入侵豆科植物形成根瘤或茎瘤,并可固定空气中的氮为其宿主植物提供必需的氮素营养。根瘤菌的分类系统可分为早期根瘤菌的分类系统和现代根瘤菌的分类系统两个阶段。根瘤菌的多相分类技术包括表型的分群方法和遗传型的分群方法两大类。     

根瘤菌基因组结构的多样性及其与系统发育的关系*

研究探讨依据基因组结构对根瘤菌进行系统发育分类的可行性。采用I-CeuI酶切及脉冲场电泳分析确定25株根瘤菌模式菌株的基因组结构,据此对根瘤菌进行聚群,并与16S rRNA聚群结果相比较。依据基因组结构的近似或不同,25株根瘤菌共分为11个基因组型(genome type,GT)。这些基因组型与依据16S rRNA序列的聚群结果大体一致,其不同之处显示了两种方法各自的特点。因此,基因组的物理结构,即本研究中rm纵子的数量及其在基因组上的位置,可作为系统发育关系的标志而用于根瘤菌的分类。     

解钾促生菌的筛选鉴定及对东北黑土区玉米的促生效应

【背景】东北地区作为全国玉米的主产区,土壤缺钾严重限制了玉米的高产。解钾促生菌可活化土壤中难溶的钾,提高土壤钾的有效性,进而促进植物生长。【目的】从中国东北黑土区的玉米根际土壤中筛选鉴定高效解钾菌,研究其在缺钾条件下对玉米生长的促生效果,为开发适应当地环境的微生物钾肥提供优良的菌种资源。【方法】采用选择性培养基从玉米根际土中筛选解钾菌;采用16S r RNA基因测序方法鉴定菌株的分类地位;采用生理生化特征鉴定培养基测定其生态适应性(耐酸碱、耐盐、耐干旱及耐农药);2年的田间接种试验验证解钾菌在缺钾条件下对玉米的促生效果。【结果】筛选出3株高效解钾促生菌MZ4、KM1和KM2,经鉴定MZ4和KM2属于芽孢杆菌属,KM1属于短小芽孢杆菌属;3株菌可耐受强干旱、强碱、不同浓度的吡虫啉和嘧菌酯,并耐受一定程度的酸和盐;田间试验结果表明,与缺钾区不接种解钾菌相比,接种MZ4、KM1和KM2增加了拔节期、吐丝期玉米的株高、地上生物量、叶面积指数和叶绿素,接种MZ4和KM2显著增加了玉米产量,可增产9.65%-11.50%。【结论】鉴定出适合东北黑土区的高效解钾微生物,为该区域微生物钾肥研发及微生物解钾机理研究提供了优良菌种资源。     

中国温带地区根瘤菌与山黎豆和棘豆的新共生组合

采用16S rDNAPCR—RFLP,16S－23S IGS RCP—RFLP,TP－RAPD,MLEE,16S rDNA和持家基因序列分析（atpD,recA和glnⅡ）等多种方法研究了50株分离自中国北方地区的山黎豆属（Lathyrus）和棘豆属（Oxytropus）植物根瘤菌的遗传多样性和系统发育关系．结果表明,山黎豆属植物主要与根瘤菌属（Rhizobium）结瘤,而棘豆属植物主要与中华根瘤菌属（Sinorhizobium）结瘤．一个与蚕豆根瘤菌（R．fabae）相近的根瘤菌种群和苜蓿中华根瘤菌（s．meliloti）分别被鉴定为山黎豆和棘豆在本地区的主要共生细菌,而这两个根瘤菌一豆科植物的组合还没有在其他地区被发现．这些结果扩展了与该两属植物共生的细菌谱,并为根瘤菌的生物地理学研究提供了新证据．     

华北及西北地区岩黄芪根瘤菌的表型及遗传多样性

选用分离自河北、内蒙古等5省区的岩黄芪根瘤菌30株及17株已知参比菌株,进行了营养利用、抗生素抗性、耐逆性及生理生化反应等12 5项表型性状研究,所得数值分类树状图表明不同宿主及不同地域的岩黄芪根瘤菌的表型多样性。通过对其中部分菌株进行16 S r DNA PCR- RFL P及BOX- PCR指纹图谱分析,聚类结果表明供试岩黄芪根瘤菌具有遗传多样性。     

多功能植物根际促生菌对东北黑土区玉米的促生效果

应用微生物肥料改良土壤是提高土壤及化肥养分利用率的重要途径之一,但微生物肥料的效果受作物及生态条件的影响较大,目前适合东北地区玉米生产的微生物肥料应用研究较少。本研究针对我国东北黑土类型及气候特点,从当地玉米根际土中筛选分离出5株具有不同程度的合成生长素(IAA)、溶磷、解钾、产铁载体等多功能的植物根际促生菌MZ1、MZ2、MZ3、MZ4和MZ5;生态适应性研究发现5株菌均有不同程度的耐盐、耐干旱、耐酸碱以及耐农药等特性;16S rRNA基因序列分析鉴定出它们分别属于鞘氨醇单胞菌、肠杆菌、假单胞菌、芽孢杆菌和根瘤菌;玉米田间试验结果显示,在减施50%氮肥的条件下, 与不接种对照相比,接种MZ1、MZ3和MZ5可增产19.9%~25.0%。因此,MZ1、MZ3和MZ5具有发展为适合东北地区土壤和气候环境的玉米微生物肥料的潜力。     

人脑皮层神经元和NB4细胞对亚砷酸的耐受性差异

亚砷酸治疗急性早幼粒细胞白血病有效, 但是因其难于透过血脑屏障而限制了防治中枢神经系统白血病的应用, 在发明一种无创方法帮助其有效透过血脑屏障之前有必要明确其在中枢的安全有效的治疗浓度范围. 应用激光共聚焦、琼脂糖凝胶电泳和蛋白免疫印迹技术, 观察了砷干预前后人脑皮层神经元和白血病NB4细胞凋亡密切相关的分子标记物——胞质钙浓度([Ca²⁺]_i)、DNA凋亡梯带和蛋白激酶C(PKC)活性的动态变化, 同时应用酶免疫法(NSE-EIA)观察了砷干预前后神经元损伤的特异性标记物——神经特异性烯醇化酶(NSE)的变化. 结果显示, 1.0 mmol/L的As2O3有效诱导NB4细胞分化和凋亡, 而对皮层神经元没有明显影响.     

用gfp基因标记法研究大豆根瘤菌在大豆根部定殖结瘤情况

采用三亲本杂交的方法,将绿色荧光蛋白基因(gfp)转入高效、抗逆、广适应性的快生大豆根瘤菌Sinorhizobium frediiCCBAU 01287中,获得含gfp基因的转基因菌株CBAU 01287(G);平板传代和共生检测表明:外源质粒在CCBAU 01287中能够自我复制,稳定遗传。进一步研究表明,gfp标记菌CCBAU 01287(G)可用于实时监测根瘤菌在大豆根部的早期定殖情况和定殖密度的测定;标记菌株对大豆的生长及生物量的积累与出发菌株的效果无显著差异。     

樱桃根癌土壤杆菌及其对土壤杆菌素84敏感性的研究

从山东、河北、辽宁等地樱桃园的樱桃冠瘿瘤和土壤样品中分离到46株根瘤土壤杆菌。经鉴定有4株是Agrobacteriumtumefaciens（原生物型1）,其余42株是A.rhizogenes（原生物型2）。这些菌株所诱导的冠瘿瘤中均合成胭脂碱（nopaline）,属胭脂碱型Ti质粒的根癌土壤杆菌,并对放射土壤杆菌K84菌株所产生的土壤杆菌素84敏感。由于K84菌株对含胭脂碱Ti质粒的根癌土壤杆菌有很好的抑制效果,因此,用K84菌株防治樱桃根癌病是有应用前景的．     

应用RAPD分子标记技术研究苜蓿根瘤菌的田间竞争结瘤能力

以在温室条件筛选出与 Vector苜蓿品中匹配较好的根瘤菌系 CCBAU30 1 38和 Vector为材料 ,应用 RAPD技术研究CCBAU30 1 38田间竞争结瘤能力。结果显示 ,利用冻融法处理的根瘤、菌体提取的 DNA可以直接作为 PCR扩增的模板 ,扩增结果与以类菌体 DNA及总 DNA作为模板处理的结果相同 ;以根瘤处理物作为 PCR扩增的模板 ,应用 RAPD分子标记技术对接种菌 CCBAU30 1 38田间竞争结瘤能力进行研究 ,接种 1 4 0 d后 ,CCBAU30 1 38田间占瘤率为 4 7.7% ,表明该菌具有较强竞争结瘤能力和持久力。试验结果还说明 ,在接种菌与土著菌有差异的条件下 ,应用 RAPD技术开展竞争结瘤能力研究 ,可以直接以根瘤处理物作为 PCR扩增的模板 ,具有简易、快速、准确等优点