新疆干旱地区根瘤菌资源研究II．根瘤菌抗逆性及生理生化反应特性

从新疆干旱地区获得的根瘤菌对盐,碱、高温和抗菌素等不利条件有较强的抗逆性。测试菌中分别有47％和32％的菌株在0．68mol／L和0．86—1．03mol／L NaCI的YMA培养基上生长;49％菌株在pH4的YMA培养基上生长;85％在pHl0的YMA培养基上生长;43％菌株在43℃条件下生长;55％菌株60℃处理10分钟后仍然能正常生长;41％、26％菌株分别耐500r、1 000r的链霉素。新疆根瘤菌除具备一般根癌菌鉴定特性外,测试菌中50％菌株利用柠檬酸;68％菌株液化明肢;36％菌株水解酪素,与一般根瘤菌反应特性不一致。     

新疆干旱地区根瘤菌资源研究I．根瘤菌种类及其共生固氮作用

从新疆不同生态条件下生长的31属109种豆科植物根瘤分离获得373株根瘤菌,其中88株是从未报道过结瘤情况的39种豆科植物根瘤分离获得。它们与豆科寄主植物共生结瘤,95％以上为有效根瘤。不同种的根瘤固氮活性差异较大,黄芪属根瘤固氮活性较高,最高者为大豆根瘤固氮活性的42倍。 20属37种豆科植物根瘤中97％有吸氢活性。根瘤固氮活性、吸氢活性均与寄主植物生长发育期有相关性。     

山西锦鸡儿根瘤菌资源分布与生态学研究

研究了山西锦鸡儿根瘤菌资源分布、菌种形态特征、理化特性及其生态学适应性与生态效应。结果表明,山西锦鸡儿根瘤菌资源分布广、结瘤率高,根瘤大,固氮周期长,耐盐碱,用高效抗逆菌株接种,明显促进植株的生长发育,可增加干重28．9％—79．5％。     

卷荚相思根瘤菌的生物学特性

为探讨卷荚相思根瘤菌的生物学特性,从广西高峰林场卷荚相思林分采集分离到12株根瘤菌,对这些菌株进行了生理生化试验,并利用这些菌株对厚荚相思苗木进行接种结瘤试验。结果表明:(1)依据生长代时和单个菌落形成测定结果,分离获得的12个菌株可以分为9个快生菌株和3个慢生菌株。(2)大部分的供试根瘤菌菌株可以利用无机氮源作为其生长所需的氮源,但对供试用的糖源利用存在着较大的差别。(3)所有供试菌株在3一酮基乳糖反应、牛肉膏蛋白胨、淀粉水解试验中呈阴性,所有供试的12个菌株均能进行利用柠檬酸盐,在BTB试验中均产酸,在石蕊牛奶反应均产碱。(4)12个卷荚相思根瘤菌菌株接种到厚荚相思苗木后,均能使其根部结瘤,并进一步筛选出结瘤效果和固N效果比较好的供试菌株是快生型菌株(J003、J004、J005、J008)和慢生型菌株(J012)。这为从华南的酸性土壤中寻找和利用土著根瘤菌资源提供了科学依据。     

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。     

根瘤菌资源数据库的更新和应用

对原有根瘤菌资源数据库进行扩充和更新。在原有7类信息子库的基础上增添了DNA同源性、全细胞蛋白电泳、多位点酶电泳、16SrRNA基因序列和付里叶变换红外光谱等5个新信息子库;并增加了图象功能和更换了新工作平台,使之运行更加灵活、快速和简便。目前库内存贮了已研究过的700余株的有关信息。     

福建省豆科植物根瘤菌资源的初步调查

对福建省境内(除东北部少数地区外)的29个县(市)豆科植物根瘤菌资源进行了调查,共采集到36属63种豆科植物的根瘤样品278份,在豆科栽培作物方面有一定代表性.采集到的根瘤形态多样,大小多在1-10 mm之间,以淡黄和淡红色居多.对32种51份根瘤样品用乙炔还原法进行了固氮酶活性测定,不同种和同一种植物在不同生境下的固氮酶活性均有差异,多数根瘤样品的固氮酶活性在1-24 μmol C2H4g-1 fresh nodule h-1之间,其中尖叶长柄山蚂蝗(Podocarpium podocarpum var.oxyphyllum)的固氮酶活性相对最高,达87.29 u mol C2H4 g-1 fresh nodule h-1.从采集到的根瘤中经分离纯化获得了228株根瘤菌,其中155株根瘤菌进行了原寄主回接试验,有138株结瘤,回接成功率为89.0%.调查结果显示福建省有丰富的豆科固氮及其根瘤菌资源.     

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。     

广东省豆科植物结瘤固氮及根瘤菌资源的初步研究

于2000～2001年在广东省境内54个县（市、区）进行了豆科植物结瘤固氮资源的调查及根瘤菌的采集工作。共采集到豆科植物根瘤样品484份,隶属于37属78种;根瘤的形状以圆形、椭圆形、珊瑚状和姜状居多,大小一般在1～10 mm之间,颜色多为淡红色或黄色。用乙炔还原法对24种93份根瘤样品进行了固氮酶活性测定,结果表明,大多数样品的固氮酶活性在1～10 μmol C₂H₄·g^-1 fresh nodule·h^-1之间。从采集到的根瘤中分离纯化出410株根瘤菌,对其中312株进行了回接试验,回接成功率为93.3 %。调查发现广东省现有栽培豆科作物种类与《广州植物志》的记载相似,所以本研究在豆科栽培作物方面有一定的代表性。在调查采集到根瘤的豆科植物中,三尖叶猪屎豆（Crotalaria micans）、毛排钱草（Phyllodium elegans）、细长柄山蚂蝗（Podorcarpium leptopus）等在本研究之前未见到有结瘤固氮的报道。     

辽宁省豆科结瘤植物及其根瘤菌资源调查

豆科植物作为一种共生固氮植物 ,能与根瘤菌共生结瘤固定大气中的氮素 ,因此受到科学家的广泛关注 ,并对其开展了多方面的研究工作。在固氮机理 ,共生代谢及固氮菌遗传学方面都取得了重要的进展。但是 ,已经被研究的与根瘤菌具有共生关系的豆科植物还不足自然界中已知豆科植物种类的 0 5% [1 ] ,因此 ,豆科结瘤植物及其根瘤菌资源的调查研究工作更显得尤为重要。辽宁省是我国豆科植物种类较为丰富地区之一[2～6] ,而且均为我国主要的经济作物 ,如大豆、菜豆、豇豆、落花生等。多年来人们在不断地利用这些豆科植物资源造福于人类。但是 ,对…     

豌豆根瘤菌与新疆中华根瘤菌原生质体的属间融合研究

以青霉素和氯霉素分别作为RhizobiumleguminosorumUSDA2 370和SinorhizobiumxinjiangnesisCCBAU110的抗药性标记。利用原生质体融合技术 ,成功地获得了USDA2-370和CCBAU110的属间融合菌株。该融合菌株可分别在双亲寄主植物上结瘤。融合菌株在细胞形态、大小、菌落特征及蛋白质电泳图谱上与亲本菌株均有所不同。融合菌株与USDA2-370的DNA同源性为 5.66 % ,而与CCBAU110的DNA同源性为10.2 %。     

陕西及甘,宁部分地区豆科植物根瘤菌资源调查

通过对陕西全省及甘、宁部分地区豆科植物瘤菌资源进行调查,共采集到４４属１０９种豆科植物根瘤３８７份,其中蝶形花亚科中有９４．６％的植株能结瘤固氮,槐属和香槐属中的一些种及云实亚科中的云实和紫荆未见结瘤。对部分菌株的固氮酶活性进行了测定,自然瘤的固氮酶活性比回接瘤的固氮酶活性低。     

花生根瘤菌的抗逆性初步研究*

对３９株花生根瘤菌（其中６株为引进菌株）和９株参比菌株进行干旱、ＮａＣｌ、ｐＨ及低温的耐受性实验。结果表明我国花生根瘤菌资源中存在着耐盐、酸较强的菌株,且耐受性水平差异较大;在８℃条件下供试菌株未见生长;花生根瘤菌有着比大豆根瘤菌更强的抗干旱能力,抗干旱能力同耐盐能力之间没有明显的关系。另外,菌株的抗逆性同共生特性、分离地之间也未见有明显的关系。     

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。     

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。     

根瘤菌资源数据库（RRDB）的建立

在总结我室多年对根瘤菌资源调查与分类研究的基础上,建立了根瘤菌资源数据库（ＲＲＤＢ）。此库依据根瘤菌研究特点而设计,包括：基本信息、采集信息、保藏信息、回接信息、参考文献、性状信息、菌株说明等七个子库。目前收录了来自国内２１个省或地区及国外部分研究单位提供的;并经全面性状分析与分类研究的２８６个菌株的信息,每个菌株设有寄主来源、固氮酶活性、碳源、氮源的利用等３２１个数据项。该库具有数据维护、查询检索、数据统计、输出打印等功能,引入并连接了聚类分析软件包－ＭＩＮＴＳ系统,可以满足当前研究的需要。     

毛乌素沙地中间锦鸡儿根瘤菌的多样性及其抗逆性

从内蒙古毛乌素沙地优势物种中问锦鸡儿收集根瘤,分离根瘤菌15株,对其进行同工酶电泳,聚类分析证明中间锦坞儿的遗传多样性对其耐盐性、耐酸碱性、生长温度范围、产酸产碱性、过氧化氢酶活性以及唯一碳源利用能力进行比较研究,结果表明,所有中间锦鸡儿根瘤菌均分泌H^+,都具有过氧化氢酶活性,73.3%的菌株可以在含3％NaCl的YMA培养基上生长,80％的菌株可以抵抗50℃高温,除对乳糖和淀粉利用表现出差异外,中间锦鸡儿根瘤菌对其余碳源没有选择性,证明中间锦鸡儿根瘤菌具有较强的抗逆性,但仍存在菌株间差异,是对毛乌素沙地多种景观生态类型的适应作为一种新的种质资源,中间锦鸡儿根瘤菌可用于恶劣生境固氮。     

毛乌素沙地中间锦鸡儿根瘤菌的多样性及其抗逆性

从内蒙古毛乌素沙地优势物种中间锦鸡儿收集根瘤,分离根瘤菌15株,对其进行同工酶电泳,聚类分析证明中间锦鸡儿的遗传多样性.对其耐盐性、耐酸碱性、生长温度范围、产酸产碱性、过氧化氢酶活性以及唯一碳源利用能力进行比较研究,结果表明,所有中间锦鸡儿根瘤菌均分泌H⁺,都具有过氧化氢酶活性,73.3%的菌株可以在含3%NaCl的YMA培养基上生长,80%的菌株可以抵抗50℃高温,除对乳糖和淀粉利用表现出差异外,中间锦鸡儿根瘤菌对其余碳源没有选择性,证明中间锦鸡儿根瘤菌具有较强的抗逆性,但仍存在菌株间差异,是对毛乌素沙地多种景观生态类型的适应.作为一种新的种质资源,中间锦鸡儿根瘤菌可用于恶劣生境固氮.