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。     

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。     

黑木相思根瘤菌遗传多样性

[目的]研究分离自广东、福建、江西等15个地点的174株黑木相思(Acacia melanoxylon)根瘤菌的遗传多样性.[方法]采用16S rDNA限制性片段长度多态性分析(Restriction fragment length polymorphism,RFLP)和16S rDNA基因、持家基因(recA、atpD、glnⅡ)系统发育分析的方进行研究.[结果]16S rDNAPCR-RFLP分析中,在70％的相似性水平上,所有供试菌株分成9个类群 ;16S rDNA基因和持家基因系统发育分析结果基本一致,34株代表菌株主要分布在α-变形菌纲(Alpha-Proteobacteria)的慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、根瘤菌属(Rizobium)、中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium),并与Bradyrhizobium liaoningense、Bradyrhizobium betae、Bradyrhizobium cytisi、Rizobium multihospitium、Mesorhizobium plurifarium亲缘关系较近.[结论]供试菌株被鉴定到属的水平,Bradyrhizobium、Rhizobium或Mesorhizobium为优势菌群,证明了黑木相思根瘤菌具有丰富的遗传多样性.     

凉山州新银合欢根瘤菌的共生有效性及遗传多样性

【目的】研究分离自四川凉山州新银合欢根瘤菌的遗传多样性和共生有效性。【方法】采用16S rRNA RFLP、BOX-PCR、AFLP、多位点持家基因序列的联合分析及无氮水培法对33株供试新银合欢根瘤菌的遗传多样性和共生有效性进行研究。【结果】分析表明,3种方法在属水平的分群结果具有较好的一致性,有1个Mesorhizobium属的菌株、3个Bradyrhizobium属的菌株、3个Rhizobium属的菌株,26个相似度较高的菌株属Sinorhizobium。16S rRNA-recA-atpD-glnII序列联合构建的新银合欢根瘤菌系统发育树表明,SCAU203、SCAU211可能分别是Rhizobium和Bradyrhizobium的新类群,另外3个代表菌株分别位于Sinorhizobium、Mesorhizobium、Bradyrhizobium分支,分别与S.americanum、M.Plurifarium、R.huautlense亲缘关系最近。无氮水培接种试验筛选出2个共生固氮效果好、与不接种对照处理差异达显著水平的菌株SCAU229和SCAU307,有3个菌株不仅不具共生有效性,甚至不利于宿主的生长,其余84%的供试菌为低效或无效菌株。【结论】凉山州新银合欢根瘤菌具有丰富的遗传多样性,分布于4个属:Rhizobium、Bradyrhizobium、Mesorhizobium、Bradyrhizobium,79%为Sinorhizobium属的菌株,优势菌群为Sinorhizobium。该区的新银合欢根瘤菌大多数的共生有效性差。     

江汉平原及其周边地区花生根瘤菌的遗传多样性

采用RAPD分析技术和16S－23S rRNA间隔区段（IGS）RFLP分析,分别对分离自江汉平原及其周缘地区的花生根瘤菌进行了遗传多样性和系统发育研究。结果表明,全部供试验菌分别在48％和50％的相似性水平分为Ⅰ、Ⅱ两群,供试花生根瘤菌与参比菌株B.japonicum和B.elkanii聚在群I,参比菌株Rhizobium Sinorhizobium,Mesorhizobium和Agrobacterium聚在群Ⅱ。供试花生根瘤菌的遗传多样性及其在系统发育中的地位主要受地域因素的影响,来自江汉平原中心地带天门和潜江的菌株在76％以上的相似性水平上聚在一起,处于周边地带的武汉和荆州,由于其特定的地理因素的影响。菌株的多样性更为丰富,部分菌株在分类上与其它地域的菌株相互融合,并在较高的相似水平存在一定摆动性,来自外缘随州的菌株,表现了明显的地理分隔作用,其在系统演化中的地位相对独立,总体上从平原腹地到外缘地区。根瘤菌地理分隔作用逐渐明显,在平原外缘的交接地带,根瘤菌的多样性最为丰富。     

山蚂蝗慢生根瘤菌的遗传多样性及系统发育

摘要:【目的】研究我国亚热带和温带地区与山蚂蝗共生的慢生根瘤菌遗传多样性和系统发育。【方法】采用BOX-PCR 和多位点基因序列分析(nifH,nodC 和recA 基因) 方法对分离自我国不同地区的29 株山蚂蝗慢生根瘤菌进行遗传多样性和系统发育分析。【结果】BOX-PCR 分析表明供试的山蚂蝗慢生根瘤菌形成25个基因遗传型,具有丰富的基因组多样性。多位点基因序列分析发现代表菌株位于慢生根瘤菌的3 个分支上,分别与埃氏慢生根瘤菌(Bradyrhizobium elkanii) ,大豆慢生根瘤菌( Bradyrhizobium japonicum) 和圆明慢生根瘤菌(Bradyrhizobium yuanmingense) 亲缘关系近。【结论】我国山蚂蝗慢生根瘤菌具有丰富的遗传多样性,共生基因系统发育分析表明它们多与持家基因共同进化,并以垂直进化为主。     

我国亚热带地区豌豆根瘤菌遗传多样性的研究

利用16S rRNA PCR-RFLP,16S rRNA基因序列分析以及16S-23S rRNA IGS PCR-RFLP技术对分离自我国江苏盐城、浙江温州、湖北仙桃及重庆等亚热带地区的42株豌豆根瘤菌（Rhizobium leguminosarum）进行了群体遗传多样性的研究．16S rRNA PCR-RFLP分析以及16S rRNA基因序列分析结果表明：所有供试豌豆根瘤菌可分为两个类群,类群1包括XtP1在内的40株豌豆根瘤菌和尺．leguminosarum USDA2370,为优势种群,占供试菌株的97％;类群2由WzP3和WzP15组成,与Rhizobium etli CFN42相近．16S-23S rRNA IGS PCR-RFLP研究结果表明：所有供试菌株分为18个基因型,在91％的相似性上分为4个类群．其中群Ⅰ与R．leguminosarum USDA2370聚在一起．群Ⅱ仅包括菌株YcP2,YcP3和CqP7等3个菌株．群Ⅲ的菌株分布较广,占供试菌株的优势．群Ⅳ由WzP3和WzP15两个菌株及R．etli CFN42组成．RAPD将供试菌株分为9个群,其中类群Ⅳ仅包括菌株YcP2,群Ⅴ和Ⅸ分别来自温州和仙桃．该结果表明,供试菌株的分类具有明显的地域特征．     

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。     

攀枝花市银合欢根瘤菌遗传多样性

【目的】研究分离自四川攀枝花的银合欢根瘤菌的遗传多样性。【方法】采用联合16S rDNA RFLP和IGS RFLP的综合聚类分析(16S-IGS RFLP)、AFLP及多位点持家基因(16S rDNA,atpD,recA)序列的联合分析对供试银合欢根瘤菌进行研究。【结果】31株未知菌具有15种16S-IGS遗传图谱类型、27种AFLP类型。16S-IGS RFLP结果表明,没有未知菌与Bradyrhizobium的参比菌株聚在一起。在71.4%的相似水平上,31个未知菌按属的水平分成3个分支:S、M和R,分别分布在Sinorhizobium属(28株)、Mesorhizobium属(2株)和Rhizobium属(1株)。S分支的28个菌在84%的相似水平上,16S-IGS RFLP聚类图中构成3个群:群S1、群S2、群S3;在AFLP聚类图中构成9个AFLP群:S1–S9。多位点基因序列表明,代表菌株SCAU215、SCAU231分别与M.Plurifarium、R.huautlense亲缘关系最近。而分布于Sinorhizobium属SCAU222和SCAU228、SCAU213、SCAU216可能代表Sinorhizobium的3个新类群。【结论】攀枝花市银合欢根瘤菌遗传多样性丰富,分布于Sinorhizobium、Mesorhizobium和Rhizobium三个属,且优势类群为Sinorhizobium。     

长期施肥对黑土大豆根瘤菌群体结构和多样性的影响

为揭示长期施肥对黑土大豆根瘤菌群体结构和多样性的影响,采用BOX-PCR、IGS-PCR-RFLP和16S r DNA基因序列分析法,对分离自黑龙江省7种长期不同施肥处理的254株大豆根瘤菌进行了遗传多样性和系统发育分析,结合土壤理化性质分析了大豆根瘤菌群体结构和多样性与土壤因子间的关系。7种处理分别为不施肥(CK)、有机肥(OM)、单施氮肥(N1)、单施2倍氮肥(N2)、氮肥+有机肥(N1+OM)、氮肥磷肥混施(N1P1)和2倍氮肥磷肥混施(N2P2)。系统发育分析结果表明,所有供试菌株均为慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium),其中大部分菌株与日本慢生大豆根瘤菌(Bradyrhizobium japonicum)相似性最高,少部分菌株与辽宁慢生大豆根瘤菌(Bradyrhizobium liaoningense)相似性最高。BOX-PCR聚类分析结果表明,供试菌株在70%相似性水平上分为15个群,在与施肥处理相关性分析中分为3个群体,分别对应于不施化肥处理(CK和OM)、化学氮肥处理(N1、N2、N1+OM)、氮肥磷肥处理(N1P1和N2P2)。典范对应分析结果表明,土壤p H、速效氮和速效磷与根瘤菌群体结构相关性极显著(P=0.002,0.004,0.002)。不同施肥措施下大豆根瘤菌的多样性有明显差异:N2P2处理的丰富度指数和Shannon-Wiener指数显著高于其他处理;OM处理的Simpson指数最高;N1和N2处理的3种多样性指数都显著低于其他处理。通径分析结果表明,p H、速效磷对多样性指数有较高的直接正效应;速效氮通过p H的间接负效应影响多样性指数。本研究表明,长期施用化肥改变了根瘤菌群体结构,单施氮肥减少大豆根瘤菌多样性,而氮肥磷肥混施则有助于提高大豆根瘤菌多样性。