慢生根瘤菌16S—23S rDNA IGS的RFLP分析

本文对慢生根瘤菌属（Bracyrhizobium）3个已知种及从10种豆科植物中分离的32株慢生根瘤菌进行了16S—23SrDNAIGS的RFLP分析。IGS的PCR产物电泳只出现一条rDNA片段,但表现在长度上菌株间有一定差异,大小在930～1050bp之间,可大致划分为IGSa、IGSb和IGSc3种。用4种四碱基识别序列的限制性内切酶AluI、HaeIII、HinfI和MspI酶解IGSrDNA,综合得到26种IGS－RFLP类型．每一种酶可产生6—12种不同的酶切图谱．结果表明这一方法能很好区分、鉴别慢生根瘤菌,也支持该技术是一种快速、简单、准确及重复性好的微生物鉴定手段．     

采用PCR-RFLP技术在不同水平上鉴定大豆根瘤菌

采用16S rRNA基因PCR扩增与限制性酶切片段多态性分析(RFLP)技术对选自弗氏中华根瘤菌(S.fredii)、大豆慢生根瘤菌(B.japonicum)和埃氏慢生根瘤菌(B.elkanii)的19株代表菌进行了比较分析,根据用3种限制性内切酶的RFLP分析结果,可将供试菌株分为S.fredii,B.japonicum, B.elkanii Ⅱ和B.elkanii Ⅱa等4种基因型。各类菌株之间没有交叉,因此本研究采用的PCR-RFLP技术不失为一种快速鉴别大豆根瘤菌的新方法。采用本技术已将分离自中国的22株快生菌和19株慢生菌分别鉴定为S.fredii和B.japonicum。对供试参比菌株和野生型菌株进行的16S～23S基因间隔DNA(IGS)的PCR-RFLP分析结果表明：S.fredii和B.japonicum菌株的IGS长度不同,所有供试S.fredii菌株的IGS为2.1 kb,而供试B.japonicum菌株则为2.0 kb。依据RFLP的差异,可将来自中国两个不同地区的S.fredii株区分为2个基因型,而来自中国东北黑龙江地区的19株B.japonicum菌株则可分为11个基因型。对上述野生型菌株还进行了REP-PCR和ERIC-PCR分析并确定其具有菌株水平的特异性。     

根瘤菌新类群代表菌株的16S rDNA全序列测定及其系统发育地位

用双脱氧法测定了一个根瘤菌新类群代表菌株SH2672的16S rDNA全序列,将此全序列与根瘤菌各已知种及相关种的16S rDNA全序列进行了比较及聚类分析,得到系统发育树状图。在系统发育树状图中,菌株SH2672与百脉根中慢生根瘤菌(Mesorhizobium loti),华癸中慢生根瘤菌(M. huakuii)、天山中慢生根瘤菌(M. tianshanense)、地中海中慢生根瘤菌(M. mediterraneum)、鹰嘴豆中慢生根瘤菌(M. ciceri)共同构成一个分支,与各已知种的模式菌株16S rDNA相似性分别为:96.3％,96.4％,97.2％,95.1％,95.6％,均在95％以上,它们应归属于同一属。且分支内各种间DNA同源性低于70％,表明它们分别为不同的种,菌株SH2672代表着一个新的根瘤菌种。     

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。     

金合欢根瘤菌的几种酶活特性

金合欢根瘤菌Rhizobium sp.(Acacia farnesiana)的氧化酶、过氧化氢酶、脲酶、青霉素酶和β-半乳糖苷酶均呈阳性。经过酶活性定量测定表明金合欢根瘤菌有葡萄糖酸-6-磷酸脱氢酶(6PGD)和β-半乳糖苷酶的酶活性,而慢生型大豆根瘤菌未测到上述两种酶活性。根据聚丙烯酰胺凝胶电泳酯酶图谱,6株金合欢根瘤菌可分成两群:酋株AF1、AF2和AF3的酯酶图谱中有A带,AF4、AF5和AF6的酯酶图谱中没有A带。     

海南快生根瘤菌I66的部分16S rRNA序列测定

与豆科植物共生固氮的根瘤菌目前有4个属、10个种.包括Rhizobium(6个种),Sinorhizobium(2个种),Azorhizobium(1个种)和Bradyrhizobium(1个种).其中多数是近年来采用现代分类技术分析后建立的,而且新的类群还在不断被发现.在以前的根瘤菌数值分类及DNA-DNA杂交研究中,我们确定了海南慢生型根瘤菌属于大豆慢生根瘤菌种(B.japonicum).而海南快生型根瘤菌的分类地位则较为分散.其中一些菌株属于已知各根瘤菌种,另有4株银合欢根瘤菌和13株来自不同寄主的菌株分别构成具有独立的分类地位的两个菌群(第2群和第4群)(待发表).为了进一步明确它们的分类地位,我们依据国际系统细菌学委员会根瘤菌分委员会的建议,利用Young等建立的聚合酶链反应(PCR)及测序技术,对第4群的代表菌株166的部分16SrRNA基因片段进行了扩增和测序.     

用AFLP技术和16S rDNA PCR\|RFLP分析毛苜蓿根瘤菌的遗传多样性

采用选择性扩增片断长度多态性(简称AFLP)DNA指纹技术对采自我国云南省与西藏交界的高山地区的野生型豆科植物毛苜蓿根际土样分离的291株毛苜蓿(Medicago edgeworthii)根瘤菌进行遗传多样性的研究。从AFLP图谱中,揭示出毛苜蓿根瘤菌有较显著的遗传多样性,从291株中选择出90个代表株用计算机进行树状图的分析。结果表明,所分析的菌株在79%的相似性水平上聚类成3个群。对这90个代表株进行多聚酶链反应(PCR)扩增的16S rDNA的4种限制性内切酶长度多态(简称16S rDNA PCR\|RFLP)分析,得出2个不同的16S rDNA PCR\|RFLP类型的菌株。分别选出这2个类型的代表菌株与各种根瘤菌的参比菌株进行16S rDNA PCR\|RFLP分析,再进行树状图的分析,初步得出了它们在根瘤菌系统分类中的地位。分析结果表明：毛苜蓿根瘤菌与根瘤菌属中的Rhizobium mongolense的相似性很高。     

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。     

黄土高原地区大豆根瘤菌的遗传多样性和系统发育

【目的】研究黄土高原地区大豆根瘤菌的遗传多样性和系统发育。【方法】采用BOX-PCR、16S rDNAPCR-RFLP、16S-23S IGS PCR-RFLP和16S rRNA基因序列分析方法对分离自我国黄土高原地区4个省的15个地区的130株大豆根瘤菌及部分参比菌株进行了遗传多样性和系统发育分析。【结果】BOX-PCR反映的菌株多样性最丰富,形成的遗传群最多,16S rDNA PCR-RFLP方法在属、种水平上聚群较好,16S-23S IGSPCR RFLP反映的多样性介于BOX-PCR和16S rDNA PCR-RFLP之间,能够较好地反映出属、种和亲缘关系很近的菌株间的差异,3种方法聚类分析结果基本一致,可将所有供试菌株分为两大类群,中华根瘤菌属(Sinorhizobium)和慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)。从系统发育来看,供试的快生大豆根瘤菌为费氏中华根瘤菌(Sinorhizobium fredii),慢生大豆根瘤菌为日本慢生大豆根瘤菌(Bradyrhizobium japonicum)和辽宁慢生根瘤菌(Bradyrhizobium liaoningense)。【结论】我国黄土高原地区大豆根瘤菌具有较丰富的遗传多样性,S.fredii优势种,慢生大豆根瘤菌仅占10%,同时,分离到2株B.liaoningense。     

我国南北大豆产区慢生大豆根瘤菌的遗传多样性和系统发育研究

利用16S rRNA基因RFLP、16S rRNA基因序列分析以及16S-23S rRNA IGS PCR RFLP技术对分离自我国南北大豆产区的慢生大豆根瘤菌进行了群体遗传多样性和系统发育研究。16S rRNA基因PCR RFLP分析以及16S rRNA基因序列分析结果表明:所有供试慢生大豆根瘤菌可分为B.japonicum和B.elkanii两个类群,其中属于B.japonicum的为优势种群,占供试菌株的91%,属于B.elkanii的仅占9%,多样性水平较低。16S-23S rRNA IGS PCRRFLP研究结果表明:属于B.japonicum的慢生根瘤菌具有较丰富的遗传多样性,在69%的相似性水平上可分为群Ⅰ和群Ⅱ两大类群。群I的菌株以分离自黑龙江和河北等北部区域的菌株为代表,群Ⅱ的菌株以分离自广西和江苏等南部地域的菌株为代表,反映出明显的地域特征。两群菌株在系统发育上均与USDA6、USDA110和USDA122等B.japonicum的模式或代表菌株有差异。     

高黎贡山旱冬瓜Frankia的IGS PCR-RFLP分析

在云南省高黎贡山自然保护区海拔1310～2400m的范围内,采集30个旱冬瓜根瘤样品,直接从根瘤中提取Frankia DNA,对其,nifD-nifK基因间隔区(intergenic spacer,IGS)和16S-23S rDNA IGS进行PCR—RFLP分析．结果表明,nifD-nifK IGS的PCR产物长度差异很大,经HaeⅢ和Afa I双酶切后,得到15种酶切带型,检测到多种基因型的菌株同时与同一株宿主植物共生;16S-23S rDNA IGS的PCR产物长度相似,酶切后亦区分出15种酶切带型．通过对两个基因间隔区的PCR-RFLP联合分析,发现高黎贡山旱冬瓜Frankia存在20种基因型．     

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。     

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。     

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。     

超慢生大豆根瘤菌DNA G+C含量和DNA同源性测定

用热变性温度法和液相复性速率法分别测定了超慢生大豆根瘤菌(ESG,extra-slow-growing soybean rhizobia)DNA G+C mol%及与其它根瘤菌间的DNA同源性.结果表明,ESG的DNA G+C mol含量在59.2—63.5%之间,且不同地区不同血清型的ESG代表菌株DNA同源率在70%以上,说明它们是遗传型一致的类群.ESG与在大豆上结瘤的快生大豆根瘤菌(Rhizobium fredii USDA205)同源率为14.8%,与慢生大豆根瘤菌(Bradyrhizobiumjaponicum)三个DNA同源组的同源率分别为20.5%,30.0%,19.4%.测定结果还表明,ESG与其它根瘤菌遗传学的亲缘关系也很远.     

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。     

民猪的SM-DRB基因的PCR-RFLP多态性分析

采用克隆测序和PCR—RFLP相结合的方法,对民猪的SLA—DRB基因的整个编码区进行了扫描和多态性分析．结果表明该基因的第2外显子是整个基因的高变区,突变率达到5．6％,其中80％为有效突变,但没有发现新的等位基因;PCR-RFLP结果表明外显子1用内切酶Alu Ⅰ酶切可获得3种基因型;外显子2用内切酶TaqⅠ酶切可获得3种基因型：外显子3用内切酶BcnⅠ酶切可获得3种基因型：外显子4用内切酶MboⅠ酶切可获得2种基因型：外显子5用内切酶HinlⅠ酶切可获得3种基因型．Hardy-Weinberg平衡分析表明民猪在Alu Ⅰ和HinlⅠ处于平衡状态（P〉0．05）．在TaqⅠ、BcnⅠ和MboⅠ处于不平衡状态．     

不同地域豇豆(Vigna unguiculata)根瘤菌的表型和遗传多样性

豇豆根瘤菌既是豆科植物根际微生物的主要类群,也是重要的根瘤菌资源之一。通过最适碳/氮源、内源抗生素抗性和NaCl耐受性等表型特征和16S-23S Intergenetic Region(IGS)RFLP特征分析对分离自8个不同地域的52株供试豇豆根瘤菌的进行了表型和遗传多样性分析。供试菌株无论是在表型还是遗传型方面均具有丰富的多样性。根据IGS RFLP特征,供试豇豆慢生根瘤菌分为以下4个IGS类群:IGS-Ⅰ为豇豆根瘤菌的优势群体,在系统发育上相对独立;IGS-Ⅱ和IGS-Ⅲ的菌株分别属于Bradyrhizobium japonicum和Bradyrhizobium liaoningense;IGS-Ⅳ属于Bradyrhizobium elkanii。豇豆快生型菌株则分别归为IGS-Ⅴ和IGS-Ⅵ群,在分类地位上分别属于Sinorhizobium fredii和Rhizobium leguminosarum。不同地域的菌株在多样性方面具有明显的差异。分离自湖北红安的菌株仅与黑龙江德都具有一定的相似性,Jaccard系数为0.25,表现出地理隔离作用。来自黑龙江德都和广西武鸣的菌株的多样性最为丰富,其Simpson指数和Shannon-Wiener指数分别为0.667和1.243与0.593和0.961。     

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．     

一株能在苜蓿上结瘤的费氏中华根瘤菌

费氏中华根瘤菌 (Sinorhizobiumfredii) 0 4 2BS分离自新疆的苜蓿根瘤 ,通过交叉结瘤试验 ,发现它既可在苜蓿上又可在大豆上结瘤固氮。 1 6SrDNAPCR RFLP分析表明 ,0 4 2BS与费氏中华根瘤菌模式菌株USDA2 0 5的 4种限制性酶切图谱完全一致。其G +Cmol%为 60 0 ,与费氏中华根瘤菌USDA2 0 5和USDA1 91的DNA同源性分别为 84 9%和89 6% ,表明 0 4 2BS属于费氏中华根瘤菌。应用绿色荧光蛋白基因标记 0 4 2BS ,得到重组菌株 0 4 2BSG。将其接种保定苜蓿和北引 1号大豆 ,并重新分离出根瘤菌 ,利用激光共聚焦荧光显微镜检测到标记基因的表达 ,从而确证了 0 4 2BS能在苜蓿和大豆上结瘤。而且 ,0 4 2BS对不同苜蓿品种的结瘤能力不同