黄芪根瘤菌的分类研究

采用数值分类方法研究了分离自不同地区的黄氏属根瘤菌36株,发现在80％的相似性水平上,8株菌形成了亚群8,7株菌形成了亚群9。DNA同源性测定结果表明,这两个亚群是不同于已知根瘤菌种的新的DNA同源群。其中心菌株CA8561和JL84的部分16S rRNA基因序列分析发现,CA8561菌株与所有已知根瘤菌远缘,形成了一个独立的系统发育分支。JL84菌株在快生型根瘤菌属(Rhizobium)和土壤杆菌属(Agrobacterium)形成的系统发育分支中占据了一个独立的系统发育地位。     

分离自鸡眼草和木蓝的根瘤菌分类研究

采用数值分类方法对分离自鸡眼草(Kummerowia)和木蓝(Indigofera)的根瘤菌及已知参比菌株进行聚类分析,发现在83%的相似性水平上形成2个不同与已知菌种的新类群。以SDS全细胞蛋白电泳技术快速聚类分群扩大菌株数,在86%的相似性水平上,分离自鸡眼草的24株菌形成第1类群,分离自木蓝的20株菌形成第2类群。DNA同源性测定结果表明,这2个类群中心菌株SH713和SHL042与13个已知根瘤菌种的DNA同源性均小于61%。因此,分离自鸡眼草和木蓝的根瘤菌分别构成2个独立的根瘤菌新种群。     

基于23S／5SrDNA序列的柑橘黄龙病病原菌亚洲种系统发育研究

根据柑橘黄龙病亚洲种23S/5S的DNA序列设计一对引物对不同地理来源的6个柑橘黄龙病样品DNA进行扩增,扩增片段大小均为1 654 bp包括一个假定细胞壁水解酶假基因(putative cell wall hydrolase pseudogene)和5S rRNA 基因.序列同源性分析结果表明;6个柑橘黄龙病病原菌样品与柑橘黄龙病病原菌亚洲种Sihui样品的同源性为99%,然而与土壤杆菌,布鲁氏菌,根瘤菌,中华根瘤菌,巴通体菌和中慢生根瘤菌的同源性只有89%～95%,说明在23S/5S rDNA序列上黄龙病病原菌亚洲种与α变形菌纲根瘤菌目的其他病原菌相差较大.对黄龙病病原菌亚洲种种内的23S/5S rDNA序列进行比较分析,结果发现黄龙病病原菌亚洲种种内之间putative cell wall hydrolase pseudogene和5S rRNA的基因序列非常保守,但不同地理来源的柑橘黄龙病样品碱基序列间确实存在差异,差异的大小与地理的远近无关.利用简约法对黄龙病病原菌亚洲种及α变形菌纲其它病原菌的23S/5S rDNA序列构建的系统发育树显示黄龙病病原菌亚洲种单独聚为一类,其他细菌聚为另一类,该结果与基于rplJ基因及16S rRNA基因的DNA序列构建的分子系统进化树结果一致.     

一株基因克隆干扰菌的鉴定及其发酵液降解DNA活性分析

旨在寻找导致基因克隆失败的原因,检测整个电泳环境中是否存在对DNA有强降解力的菌株。依据菌体形态,革兰氏反应以及16S rDNA序列对DNA降解菌株进行鉴定,琼脂糖凝胶电泳分析菌株对DNA的降解活性。结果显示,从DNA电泳槽中分离到了一株菌,革兰氏染色鉴定为阴性菌,对该菌进行液体培养,利用质粒pUC19作为底物,检测该菌发酵液对DNA的降解能力,发现该菌发酵液能够迅速并彻底地降解DNA,其最佳降解温度为45℃,将该菌命名为DD(DNA degrading)。对该菌的16S rDNA进行测序比对后,发现其与粘质沙雷氏菌(Serrtia marcescens)的16S rDNA序列同源性高达100%。结合菌体形态,革兰氏反应以及16S rDNA序列结果,DD菌株为一株粘质沙雷氏菌,DNA降解活性分析显示其具有很强的DNA降解能力。     

中华根瘤菌自体诱导物合成酶基因的筛选及其在大肠杆菌中的表达

通过携带有mariner转座子的质粒pJZ290随机插入诱变中华根瘤菌(Sinorhizobium meliloti)建立突变子文库,并从中筛选到自体诱导物(autoinducer,AI)部分缺失突变株YW1。Arbitrary PCR扩增、DNA测序得到YW1基因组DNA中mariner转座子两端侧翼序列,经DNA序列拼接在GenBank上进行同源性分析后获得一个621bp的完整的开放阅读框(ORF),该ORF编码的酶具有206个氨基酸,与草木樨中华根瘤菌(Sinorhizobium medicae)WSM419的LuxI类自体诱导物合成酶(autoinducer synthase)TraI的同源性高达99%。因此,也将该基因命名为traⅠ。将该基因克隆到广宿主范围表达载体pYC12并在大肠杆菌Escherichia coli DH5α中成功表达,C18反相薄层层析(TLC)在阳性重组子培养上清中检测到四种自体诱导物分子,其中的两种正是AI缺失突变株YW1所缺失的AI,这些结果表明该traⅠ基因在苜蓿中华根瘤菌负责合成两种自体诱导物分子,为进一步研究其群体感应系统奠定了理论基础。     

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。     

一株能在大豆上结瘤的苜蓿中华根瘤菌

苜蓿中华根瘤菌(Sinorhizobium meliloti)XJ96077分离自新疆的苜蓿根瘤中,其原宿主为紫花苜蓿(Medicago sativa)。交叉结瘤试验发现,它既可在苜蓿上又能在大豆上结瘤固氮。DNA(G C)mol％分析表明,XJ96077的DNA(G C)mol％为61．9％,与已报道的根瘤菌属的DNA(G C)mol％范围(59％-64％)相符。DNA同源性分析表明,XJ96077与苜蓿中华根瘤菌USDA1002^T和042BM的同源性分别达到93％和80％,说明XJ96077归属于苜蓿中华根瘤菌。应用绿色荧光蛋白基因标记XJ96077,得到重组菌株XJ96077(G)。将其接种普通紫花苜蓿,通过激光共聚焦荧光显微镜可以检测到标记基因的表达。接种北引1号大豆上,同样可以清楚地观察到标记基因在根瘤中的表达,从而确证了XJ96077能同时在苜蓿和大豆上结瘤。通过不同品种大豆的结瘤试验,发现XJ96077对大豆品种的结瘤能力不同。     

微孔板杂交法测定椰毒假单胞酵米面亚种的DNA-DNA同源性

采用一种新的DNADNA杂交方法—微孔板法对椰毒假单胞菌酵米面亚种及伯克霍尔德氏菌属中11个种的DNADNA同源性进行测定。结果发现椰毒假单胞菌酵米面亚种与唐菖蒲伯克霍尔德氏菌及椰毒伯克霍尔德氏菌的DNADNA同源性均大于75%,建议这3个种应合并为同一个种,命名为唐菖蒲伯克霍尔德氏菌(Burkholderia gladioli)。     

湖北地区快生型大豆根瘤菌的质粒及结瘤基因的初步定位

从湖北省潜江县和监利县的4个采集点分离纯化了26株快生型大豆根瘤菌。质粒分离分析结果表明:所测快生型大豆根瘤菌中均有1—3条质粒带,分子量范围在50—300 Md之间。从26株快生型大豆根瘤菌中,选出分属两个血清型的5个菌株,依据根瘤菌nodABC基因在所有根瘤菌种中的结构同源性,对快生型大豆根瘤菌的结瘤基因(nod)进行了初步定位,其结果表明:R173、X143、B21、B2,D13菌株的质粒DNA中没有与nod ABC基因同源的片段存在,而R173、X143、B21、D13菌株的总DNA中含有部分no     

根瘤菌系统学研究进展与展望

根瘤菌(Rhizobia)原指能与豆科植物共生固氮的革兰氏阴性细菌,归属于变形杆菌门的α-变形杆菌纲和β-变形杆菌纲。近年来,细菌系统学研究方法的发展及大量新菌株的研究,大大改变了根瘤菌的分类方法和分类系统。最新的分类体系中,对α-纲内的根瘤菌属(Rhizobium)进行了重新划分:一部分种仍保留在根瘤菌属内,新增了副根瘤菌属(Pararhizobium)和新根瘤菌属(Neorhizobium),恢复并修订了土壤杆菌属(Agrobacterium)和其它根瘤菌属(Allorhizobium),且所有属中都包括了共生和非共生的细菌。α-纲内的中华根瘤菌属(Sinorhizobium)学名虽已被剑菌属(Ensifer)取代,但在研究共生的细菌时,前者的名称仍被广泛使用。在分类方法方面,最重要的进展是全基因组序列测定及平均核苷酸一致性(ANI)已取代传统的DNA同源性分析。由于16S rRNA基因序列在根瘤菌系统发育中的保守性,目前它多用于确定系统发育中属的分类地位,而多基因序列分析、全基因组序列比较来确定种的分类地位已成为确定根瘤菌基因种的"黄金标准"。加上生理生化特性、脂肪酸、醌等的快速测定获得表型和化学分类数据,使得近十年来根瘤菌的系统学快速发展。可以期待,未来基于全基因组序列分析的根瘤菌分类系统将更趋稳定,但大量的新种仍有待描述,而这仍会导致建立一些新属,或在原本不包括根瘤菌的细菌属内分离到一些共生固氮的种或菌株。另外,药用豆科植物苦参与含有不同结瘤基因型的多种根瘤菌共生混杂性的发现,突破了原来对共生专一性的认识,为豆科植物与根瘤菌之间共生关系的研究开拓了新思路。     

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.     

新疆豆科短命植物弯果胡卢巴根瘤与根瘤菌的特性

[目的]对弯果胡卢巴根瘤增殖特性、根瘤显微结构、根瘤菌遗传聚类以及根瘤菌各种抗性进行观察、分析和鉴定.[方法]分别利用不同基质培养、石蜡切片和树脂半超薄切片以及16S rRNA基因序列扩增和序列分析等技术方法对弯果胡卢巴根瘤和根瘤菌进行研究.[结果]①在混合土(养花土:白杨林下土:沙土=1:1:1)中有明显结瘤且植株结荚最多,多数根瘤呈掌状和姜形;②显微结构显示根瘤由表及里分为表层、皮层、维管束、已侵染细胞与未侵染细胞几部分;③对根瘤菌16S rRNA基因全长序列(1377bp)测序并分析,结果显示其与苜蓿中华根瘤菌16S rRNA基因的同源性达99.9%;④根瘤菌抗逆性鉴定结果显示,在温度为4℃～60℃(20 Min)、pH值为6.0～12.0、NaCl浓度为0%～2%的范围内根瘤菌均可正常生长;低浓度的卡那霉素、链霉素及头孢霉素等抗生素(25μg/mL,)就能完全抑制根瘤菌的生长,但仍能在100μg/mL的氨苄青霉素中正常生长.[结论]弯果胡卢巴结瘤需要较好的土壤及通气条件;根瘤簇生,瘤内含大量被根瘤菌侵染的细胞;弯果胡卢巴根瘤菌与苜蓿中华根瘤菌(sinorhizobium meliloti,)同源性最高,是一类较耐高温和强碱的菌株.     

费氏中华根瘤菌042BS结瘤调节基因的克隆及功能检测

费氏中华根瘤菌 (Sinorhizobiumfredii) 0 4 2BS可以在大豆和苜蓿上结瘤。用费氏中华根瘤菌USDA2 5 7的nodD1和nodD2基因分别作为探针 ,与 0 4 2BS总DNA进行Southern杂交 ,发现其DNA经EcoRI酶切后分别在 3 0kb和 6 0kb处各有一条阳性带。回收这两条阳性带附近的DNA片段 ,建立部分基因文库 ,克隆到带有nodD1基因的 3 0kb片段 ,以及带有nodD2基因的 6 0kb片段。对nodD1和nodD2进行序列分析 ,结果表明 0 4 2BS的nodD1与费氏中华根瘤菌根瘤菌USDA2 5 7和USDA1 91的同源性高达 99% ,而nodD2与USDA2 5 7的同源性为1 0 0 %。再将nodD1的片段克隆到pBBRIMCS 5载体上 ,导入豌豆根瘤菌蚕豆生物变种 (Rhi zobiumleguminosarumbv.viciae)LPR5 0 5 4中进行功能检测 ,显示 0 4 2BS的nodD1均可被大豆分泌的类黄酮物质染料木黄酮以及苜蓿分泌的类黄酮物质毛地黄黄酮所诱导     

黄土高原根瘤菌数值分类及DNA-DNA杂交

黄土高原位于我国内陆,气候比较干旱,生长的植被较少,水土流失严重,而有些豆科植物如锦鸡儿(Caragana sinica)、苦豆子(Sophora alopecuroides)、甘草(Glycyrrhiza uralensis)、苦马豆(Swainsoniasalsula)、洋槐(Robinia pseudoacacia)等却能很好生长.这些豆科植物的生长,在防风固沙、保持水土、绿化环境、作为饲用牧草等方面起着很重要的作用.但人们对于黄土高原野生豆科植物根瘤菌的研究尚很少.为此,作者在地处黄土高原的陕西、宁夏及甘肃的部分地区进行了广泛的根瘤菌资源调查.在此基础上,对分离的部分菌株进行了数值分类和DNA同源性分析.     

西藏根瘤菌新表观群的DNA同源性及16S rDNA全序列分析

在前期数值分类工作的基础上,对7株与Rhizobium关系较密切的分离自西藏部分地区豆科植物Trigonellaspp.和Astragalusspp.的根瘤菌所形成的独立表观群,通过DNA同源性测定及16S rDNA全序列分析进行了分类地位的进一步确定。结果表明:该独立表观群菌株的(G C)mol%为59.5%~63.3%,群内菌株间DNA同源性在74.3%~92.3%之间,中心菌株XZ2-3与相关Rhizobium种之间的DNA同源性在0%~47.4%之间,是不同于Rhizobium内各种的新DNA同源群。另外,16S rDNA全序列分析结果也表明,中心菌株XZ2-3占居Rhizobium系统发育分支中的一个独立亚分支,其与临近R.leguminosarumUSDA2370T和R.etliCFN42T之间的序列相似性分别为96.55%和96.62%。根据国际系统细菌学委员会提出的细菌种属分类标准,该独立表观群构成了一个不同于Rhizobium内各种的新种群。该研究结果丰富了现有根瘤菌分类系统,将为国际上现有Rhizobium的14个种中再增添一个新的分类单元。     

巴西固氮螺菌ntrBC基因的克隆与核苷酸序列分析

以EMBL3为载体,构建了巴西固氮螺菌(Azospirillum brasilense)Yu62的基因文库.以巴西固氮螺菌Yu62中PCR扩增出的450bp DNA 片断作为探针,对该基因文库进行筛选,得到了10个阳性克隆(EA1—EA10),其中含有两种不同类型的克隆,分别以EA4和EA9为代表.对EA4的杂交分析发现目的基因位于2.9kb EcoRI片段上.DNA序列分析结果表明该片段含有完整的ntrC编码区,其编码产物由480个氨基酸组成.分子量为53469;ntrC上游是完整的ntrB编码区,其编码产物由400个氨基酸组成,分子量为43487.对相应的NtrC和NtrB氨基酸序列进行同源性分析,说明巴西固氮螺菌与根瘤菌的亲缘关系较与其它自生固氮菌的更为接近.     

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.     

抗辐射茵(Deinococcus radiopugnance)的质粒pUE30的克隆及序列分析

抗辐射菌(Deinococcus radiopugnance)ATCC 19172株中存在约14.6 kb、8.7 kb、7.0 kb、3.65 kb、及2.45 kb等5种以上的隐秘性质粒,对其中的约2.45 kb的小型质粒pUE30进行了序列测定与分析,该质粒由2 467 bp的碱基对组成,其中包含了267 nt及1 068 nt的2个开放阅读框架(open reading frame,ORF)和一个AT-rich领域。经过与GenBank的数据库分析,其中267 nt的ORF(repC)与豆科根瘤菌(Rhizobium leguminosa-rum)及根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)由来的质粒的RepC蛋白质具有一定的同源性;1 068 nt的ORF(repD)与抗辐射菌(Deinococcus radiodurans)Sark株的质粒pUE10的RepU蛋白质、嗜热菌(Thermus sp.)ATCC27737株由来的质粒pMY1的RepA蛋白质具有较高的同源性。研究结果对于利用该小型质粒构建大肠杆菌-抗辐射菌属间的穿梭载体,表明抗辐射菌高效正确的DNA损伤修复机理等具有重要的意义。     

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。     

巴西固氮螺菌中吸氢酶基因同源性的分子检测

通过TTC(2 ,3,5 氯化三苯基氮唑 )实验筛选出 12株能产生吸氢酶蛋白 (Hup+ )的巴西固氮螺菌 (Azospir rilumbrasilense)菌株。用Qiagen柱分离提纯含豌豆根瘤菌的hup基因片段的质粒 pHVT10 9和pHVT115 ,并用地高辛标记法标记pHVT115 ,与 12株Hup+ 巴西固氮螺菌的总DNA进行斑点杂交 ,结果显示pHVT115所含的吸氢酶基因 (hup基因 )片段与巴西固氮螺菌的大部分菌株的hup基因同源性不强。这一结果表明hup基因在固氮生物中存在着遗传多样性 ,异源hup基因探针不一定都适宜于探测hup基因。