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。     

用AFLP技术检测慢生型花生根瘤菌竞争结瘤的研究

以 5株慢生型花生根瘤菌和天府 3号花生为材料 ,用 AFLP技术研究了慢生型花生根瘤菌 Spr2 - 9、Spr3- 3、Spr3- 5、Spr4- 5和 Spr7- 1的遗传特性和竞争结瘤能力。结果显示 ,供试条件下 ,传代次数对菌株的遗传性状无明显影响 ,2 8℃培养条件下 ,花生根瘤菌连续传 96代 ,其 AFLP指纹未发生明显变化 ;37℃培养 ,仅 Spr3- 3和 Spr3- 5能够存活并正常生长 ,其 AFLP指纹也未发生明显改变 ,然而其它菌株不能生长。将供试慢生型花生根瘤菌分别接种天府 3号花生 ,光照培养 30 d后 ,随机各取 4个根瘤 ,从根瘤中提取类菌体 DNA进行 AFLP分析 ,各根瘤类菌体 DNA的 AFLP指纹图谱与该菌株纯培养物 AFLP指纹相同。将 5个菌株混合接种天府 3号花生 ,不同菌株的占瘤率存在差异 ,Spr3- 3和 Spr3- 5的竞争结瘤能力最强 ,两菌株的占瘤率之和为 85.4% ;Spr4- 5的占瘤率为 1 2 .2 % ;Spr7- 1为 2 .4% ;而 Spr2 - 9的竞争结瘤能力最差。本试验结果说明 ,AFLP技术用于根瘤菌生态和竞争结瘤能力研究 ,具有下列优点 :简易、快速、准确 ;直接取豆科植物的根瘤提取 DNA,进行原位研究 ;在不改变菌株遗传特性 ,即不使用突变株的前提下 ,可以直接测定已知菌株的竞争结瘤能力     

用AFLP技术检测慢生型花生根瘤茵竞争结瘤的研究

以5株慢生型花生根瘤菌和天府3号花生为材料,用AFLP技术研究了慢生型花生根瘤菌Spr2—9、Spr3—3、Spr3—5、Spr4—5和Spr7—1的遗传特性和竞争结瘤能力。结果显示,供试条件下,传代次数对菌株的遗传性状无明显影响,28C培养条件下,花生根瘤菌连续传96代,其AFLP指纹未发生明显变化;37C培养,仅Spr3—3和Spr3—5能够存活并正常生长,其AFLP指纹也未发生明显改变,然而其它菌株不能生长。将供试慢生型花生根瘤菌分别接种天府3号花生。光照培养30d后,随机各取4个根瘤,从根瘤中提取类菌体DNA进行AFLP分析,各根瘤类菌体DNA的AFLP指纹图谱与该菌株纯培养物AFLP指纹相同。将5个菌株混合接种天府3号花生,不同菌株的占瘤率存在差异,Spr3—3和Spr3—5的竞争结瘤能力最强,两菌株的占瘤率之和为85．4％;Spr4—5的占瘤率为12．2％;Spr7—1为2．4％;而Spr2—9的竞争结瘤能力最差。本试验结果说明,AFLP技术用于根瘤菌生态和竞争结瘤能力研究,具有下列优点：简易、快速、准确;直接取豆科植物的根瘤提取DNA,进行原位研究;在不改变菌株遗传特性,即不使用突变株的前提下,可以直接测定已知菌株的竞争结瘤能力。     

应用BOX分子标记技术筛选南苜蓿高效根瘤菌菌株

【目的】应用BOX-PCR技术对12株南苜蓿(Medicago polymorpha)接种根瘤菌菌株在土壤中的竞争结瘤能力进行研究,以占瘤率的高低配合植物生长性状最终确定与南苜蓿共生的高效根瘤菌菌株。【方法】对接种根瘤菌产生的南苜蓿根瘤进行分离培养,选择部分结瘤菌株和12株全部供试接种菌株进行BOX分子指纹图谱研究,经过对图谱的比较与分析获得了各接种菌株的占瘤率。【结果】在供试菌株中,来自于云南盈江的菌株SWF67523占瘤率最高,为93.33%,说明菌株SWF67523具有较强的竞争结瘤能力,该菌株对南苜蓿干重增幅也较高,为100%;菌株SWF67409来自于云南楚雄,其占瘤率略低于菌株SWF67523,但其对提高植物干重的贡献最大(增幅106.5%);来自于云南楚雄的菌株SWF67394占瘤率较低,但其结瘤率高,对植物生长的影响作用也较明显。【结论】将根瘤菌菌株的竞争结瘤能力纳入南苜蓿高效根瘤菌菌株的筛选中,研究获得了一株竞争结瘤能力强、显著提高植物生物量的菌株SWF67523,以及促生根瘤菌菌株SWF67409和SWF67394,为生产高效根瘤菌菌剂提供了物质基础。     

青藏高原东麓高山豆［Tibetia himalaica(Baker)H.P.Tsui］根瘤菌的遗传多样性

【目的】分离纯化青藏高原东麓(四川甘孜藏族自治州)高山豆根瘤菌,揭示其遗传多样性。【方法】采用纯培养法从该地区高山豆植物根瘤中分离纯化根瘤菌;通过BOXAIR、16S rDNA-RFLP及PCA(PrincipalComponent Analysis)来分析高山豆根瘤菌的遗传多样性;通过16S rDNA序列同源性确定菌株的系统发育地位;通过测定菌株的耐盐性、初始pH生长范围及生长温度范围来分析高山豆根瘤菌的抗逆性。【结果】从8个县12个采样点共分离纯化出22个菌株。22个菌株在16S rDNA PCR-RFLP分析中聚成4个遗传群,在BOX-PCR分析中则聚成9个遗传群。高山豆根瘤菌16S rDNASimpson遗传多样性指数D=0.872。22个菌株分别属于Rhizobium(11/22株)、Mesorhizobium(4/22株)、Rhizobium-Agrobacterium(7/22株)3个属。生理性状测定试验表明,所有菌株均能在1%NaCl的YMA培养基上生长,大多数(15/22株)菌株能在4%NaCl的YMA培养基上生长,其中,SCAU679、SCAU694、SCAU706等3个菌株能在7%NaCl的培养基上生长,SCAU689能在8%NaCl的培养基上生长;15/22的菌株能在pH4-11的培养基上生长;16/22的菌株能在4-45℃条件下生长,所有菌株能在60℃(处理10 min后置28℃)条件下生长。【结论】青藏高原东麓(四川甘孜州)高山豆根瘤菌具有丰富的遗传多样性。大多数菌株对高盐、高温、低温及过酸过碱环境均具有很强的耐受能力。     

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。     

广谱型花生根瘤菌97—1菌株在花生和大豆根瘤中的分化和繁殖能力

比较了广谱型花生根瘤菌97—1菌株在花生和大豆根瘤中的形态分化和类菌体的繁殖能力。结果表明,97—1菌株在花生根瘤中分化为典型的球状类菌体,未观察到它们的繁殖,根瘤小杆菌的繁殖率也很低,并表现出随瘤龄增加而加大的趋势,渗透压保护条件对幼龄根瘤小杆菌的繁殖有一定影响。但在大豆根瘤中却分化为典型的杆状粪菌体,其繁殖能力随瘤龄加大而增加,并且不需要渗透压保护条件。本研究结果直接证明,宿主植物影响根瘤菌在根瘤中的形态分化和繁殖特性。     

云南省德宏州含羞草β-根瘤菌多样性及系统发育研究

【目的】通过对分离自云南德宏州的含羞草β-根瘤菌进行遗传与表型多样性研究,揭示我国含羞草β-根瘤菌的物种多样性。【方法】应用16S rDNA PCR-RFLP、全细胞蛋白SDS-PAGE电泳及16S rDNA全序列分析对分离得到的60株含羞草根瘤菌进行多样性研究。【结果】16S rDNA PCR-RFLP及全细胞蛋白SDS-PAGE图谱分析将供试菌株分为2个遗传型群和2个表型群,分别与贪铜菌属(Cupriavidus)和伯克霍尔德菌属(Burkholderia)参比菌株聚群。经16S rDNA全序列分析,供试菌株被归到台湾贪铜菌(Cupriavidus taiwanensis)、含羞草伯克霍尔德菌(Burkholderia mimosarum)及结瘤伯克霍尔德菌(Burkholderia phymatum)等3个种群。【结论】云南德宏州的含羞草β-根瘤菌主要为贪铜菌及伯克霍尔德菌类群,其中贪铜菌占绝对优势,且存在遗传和表型的丰富多样性,该研究揭示了含羞草β-根瘤菌的物种多样性并丰富了我国β-根瘤菌菌种资源。     

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。     

药用植物内生芽孢杆菌的多样性和系统发育研究

[目的]了解药用植物内生芽孢杆菌的生物多样性.[方法]采用数值分类、16S rDNA PCR RFLP、BOX-PCR指纹图谱和16S rDNA序列分析技术对分离于几种药用植物的内生芽孢杆菌和已知参比菌株进行表型、遗传多样性及系统发育研究.[结果]供试菌株在数值分类聚类分析中在84%的相似水平上产生13个表观群.16S rDNAPCR-RFLP分析表明供试菌株表现出丰富的遗传多样性.BOX-PCR指纹图谱分析进一步证明药用植物的内生芽孢杆菌的基因组也具有多样性,聚群的结果与数值分类有较好一致性.用软件在Genbank中进行所得序列的同源性检索,并构建系统发育树.由16S rDNA序列分析可知,供试的代表菌株SCAU11与球形芽孢杆菌(Bacillus sphaericus)亲缘关系最近,SCAU78和SCAU25为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的两个亚种,代表菌株SCAU39与巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)的亲缘关系最近.[结论]研究结果表明药用植物内生芽孢杆菌具有明显的表型和遗传多样性.