山东省根瘤菌表型多样性及数值分析

在山东省根瘤菌资源调查的基础上,选取31株快生根瘤菌和34株参比菌株,进行了102项表型性状测定和聚类分析。结果表明：不同地理来源、甚至同一地区来源或同种寄主的不同菌株在碳氮源利用、抗生素抗性、耐逆性等方面存在着较高的多样性。32% 的菌株可耐受300 μg/mL的新霉素,39%的菌株可耐受300 μg/mL的青霉素和洁霉素。2株菌能耐受4.0% 的NaCl。13株菌可以在pH11的条件下生长。在87％的相似水平上,未知菌株形成2个独立的亚群,第1亚群有3株菌,中心菌株为SD109;第2亚群有4株菌,中心菌株为SD083。     

苜蓿、草木樨、锦鸡儿根瘤菌的表型多样性分析

选用48株分离自新疆和内蒙的苜蓿属、草木樨属、锦鸡儿属植物的根瘤菌菌株, 进行了营养利用、抗生素抗性、耐逆性和酶活性测定等133个表型性状分析。发现分离自同种寄主植物的根瘤菌由于地理来源的不同而存在着较大的多样性。通过数值分类,各已知种分别聚群,41株未知菌在85%的相似水平上分为3个不同于已知种的群。群1的菌株主要分自苜蓿,群2的菌株主要分自草木樨,群3的菌株分自锦鸡儿,XJ96 333(寄主为Melilotus)作为1个单株在84%的相似水平上和群1聚在一起。NM 020(寄主为Caragana)在88%的相似水平上和R.leguminosarum聚在一起; NM 183、NM 218(寄主为Caragana)在86%的相似水平上和S.fredii聚在一起; 在67%的相似水平上, XJ96 482(寄主为Medicago sativa)和其它所有供试菌株聚群。群1、2、3的所有菌株能在含2.0%(340 mM)NaCl的YMA培养基上、pH 9.0的YMA培养基、40℃的高温下生长; 群3的所有菌株还能在含3.0%(510 mM)NaCl的YMA培养基上生长;群1中90%的菌株和群2、3的所有菌株能在10℃的低温下生长。 表明群1、2、3的菌株具有较强的耐盐碱、耐高低温的特性。和已知种S.meliloti具有相同寄主的群1、群2在85%相似水平上未和S.meliloti聚群,表现了这两群菌在表型上的多样性。     

刺槐根瘤菌的表型多样性研究

从杨陵地区采集豆科树种刺槐的根瘤,经分离、纯化,获得40株未知菌株,并选取35株参比菌株,进行唯一碳源、氮源利用、对抗生素和染料的抗性、耐盐性、初始pH生长、生长温度范围及石蕊牛奶反应等共105项生理生化测定。结果表明：供试的刺槐根瘤菌在碳、氮源利用、抗生素敏感性、对染料的抗性程度等方面存在着差异。部分菌株具有较强的耐盐碱能力,其中42．5％的菌株能耐受3.0％的NaCl,17．5％的菌株可在初始pH12的YMA培养基上生长。从数值分类树状图可见,在86％的相似水平上未知菌株构成了3个新的类群,其中第1、2类群各有10株菌,中心菌株分别为NWYC113和NWYCl29,第3类群有7株菌,中心菌株为NWYC147。其分类地位需进一步研究和确定。     

西北地区甘草根瘤菌的表型多样性研究*

选用分离自西北干旱、半干旱地区的甘草根瘤菌68株和34株参比菌株,进行了113项表型性状测定,结果表明：不同地理来源、同一地理来源、甚至同一植株不同根瘤菌株在碳氮源利用、抗生素敏感性、抗逆性等方面存在着差异。部分菌株具有较强的耐盐耐碱能力,其中有5株和1株菌分别能耐受50g／L、60g／L的NaCl2有43％的菌株能在初始DH12的YMA培养基上生长。从数值分类树状图谱发现,在85．5％的相似水平上供试菌株构成了3个表观群。群I有27株菌,除4株来自陕西外,其余均来自新疆。群Ⅱ有4株菌,皆来自陕西。群Ⅲ有8株菌,6株来自陕西,2株来自宁夏,它们与R．hainanense聚在一起。而群I、群Ⅱ没有与参比菌株聚在一起,可能是新的表观群,其分类地位需进一步确定。     

兰坪铅锌尾矿区豆科根瘤菌遗传多样性ARDRA分析

通过16S rDNA扩增产物限制性片段长度多态性分析(ARDRA),对兰坪铅锌尾矿区豆科植物根瘤菌的遗传多样性进行了研究。采用限制性内切酶Hae Ⅲ、Hind Ⅲ、Hinf Ⅰ和Taq Ⅰ对16S rDNA扩增产物进行了酶切分型,根据ARDRA酶切图谱的不同,进行树状聚类。结果表明:49株根瘤菌在40%的相似水平上按氮含量不同及铅锌含量的采集地不同分别聚为OTU1、OTU2和OTU33个群,说明根瘤菌的遗传多样性及分布与土壤中的氮含量和铅锌含量有关。代表菌株的16S rDNA测序结果分析表明,它们在系统发育树上属于Rhizobium sp.、Sinorhizobium sp.和Bradyrhizobium sp.3个系统发育分支,进一步说明兰坪铅锌尾矿区豆科植物根瘤菌多样性较丰富。     

紫花苜蓿内生和非内生根瘤菌多样性及共生差异

【背景】对根瘤菌多样性的研究有助于推进根瘤菌种质资源的利用。【目的】研究紫花苜蓿内生和非内生根瘤菌的表型和遗传多样性,比较菌株在5个苜蓿品种上的共生效应,验证根瘤菌群体共生效应由苜蓿品种决定的假设。【方法】从甘肃省白银会宁旱作区、兰州安宁灌区、武威凉州灌区3个栽培区域的陇中、清水、WL168HQ、甘农3号、甘农9号等紫花苜蓿品种中分离内生(植株种子、花、叶、茎、根表皮、根中柱和根瘤)和非内生(根际土壤和田间土壤)根瘤菌菌株,通过表型数值分类、 16SrRNA基因限制性片段长度多态性(Restrictionfragmentlengthpolymorphism,RFLP)、16S rRNA基因测序、持家基因多位点序列分型(Multilocus sequence typing,MLST),以及结瘤基因nodC和固氮基因nifH片段序列测定,研究紫花苜蓿根瘤菌的表型和遗传多样性,并采用主成分分析研究根瘤菌菌株在5个紫花苜蓿品种上的共生效应差异。【结果】共分离得到43株内生根瘤菌和10株非内生根瘤菌,叶片和花中没有分离到根瘤菌菌株。53株根瘤菌以及对照菌株R.GN5和S.12531表型特征数值分类聚为8个群,菌株表型多样性丰富。经16SrRNA-RFLP分析共形成22种RFLP分型组合,基因型Ⅰ分布最广泛(24),其次为基因型Ⅻ(5)、ⅩⅤ(5)和ⅩⅨ(3),其余16株菌各代表1种基因型,菌株遗传多样性丰富。16S rRNA基因测序和MLST分析将所有菌株划分为Rhizobiumradiobacter、R.rosettiformans和Ensifermeliloti。仅从7株E.meliloti代表菌株和对照菌株S.12531中扩增到nodC和nifH基因,说明E.meliloti菌株均能结瘤固氮。E.meliloti菌株G3L3接种甘农3号,LP3、LL1和LL2接种陇中,QL2接种清水,LL1、LL2和WLP2接种WL169HQ苜蓿均能显著促进植株的单株结瘤数、地上干重和粗蛋白含量。E.meliloti菌株接种甘农3号、甘农9号和清水苜蓿品种后所有参数值在PC1轴上分别聚在-1-1之间,在PC3轴上聚在-1.5-1.5之间;接种陇中和WL168HQ苜蓿的参数值较分散,PC1轴上分散在-1.5-4之间,PC3轴上分散在-3-4之间。【结论】紫花苜蓿内生和非内生根瘤菌菌株多样性丰富,表型和遗传多样性与其来源没有直接关系。菌株G3L3与甘农3号,LP3、LL1、LL2与陇中,QL2与清水、LL1、LL2、WLP2与WL169HQ苜蓿品种共生匹配和适应能力强。在甘农3号、甘农9号和清水紫花苜蓿品种上群体共生效应相似,在陇中和WL168HQ紫花苜蓿上共生效应差异明显。本研究内生和非内生根瘤菌菌株的群体共生效应根据苜蓿品种而定,根瘤菌菌株与苜蓿品种间的信号识别程度存在差异。     

陕西太白尾矿废弃地豆科植物根瘤菌16S rDNA PCR-RFLP及全序列分析

应用16S rDNA-RFLP和16S rDNA全序列测定方法,对分离自陕西太白金矿尾矿废弃地的55株根瘤菌和12株参比菌株进行了遗传多样性和系统发育地位研究。采用平均连锁法(UPMGA)对16S rDNA PCR-RFLP聚类,结果显示所有菌株在72%的水平上聚到一起。根据参比菌株的种属关系,将供试菌株初步分成6个遗传发育群。群Ⅰ为根瘤菌属,群Ⅱ为中华根瘤菌属,群Ⅲ是中慢生根瘤菌属,群Ⅳ为土壤杆菌属,群V为一未知群,群Ⅵ为慢生根瘤菌属。分离自天蓝苜蓿的根瘤菌主要分布在群Ⅱ,截叶胡枝子根瘤菌在各个群内均有分布,表现出丰富的遗传多样性。选取群Ⅰ、Ⅱ的代表菌株TB17-1、TB50-1进行16S rDNA全序列测定分析,结果显示TB17-1与Rhizonbium leguminosarumUSDA2370的同源性高达99.7%,TB50-1与Sinorhizobium melilotiLMG6133的同源性为100%。全序列测定结果与RFLP分析结果基本一致。     

如东田菁根瘤菌遗传多样性及高效促生菌株筛选

摘要:【目的】研究江苏如东沿海滩涂田菁根瘤菌的遗传多样性和系统发育,筛选高效促生田菁根瘤菌。【方法】采用16S rRNA基因、持家基因(recA、atpD、glnⅡ)、共生基因(nodA、nifH)的系统发育分析,并进行温室盆栽接种试验筛选高效菌株。【结果】分离到的32株田菁根瘤菌分布于Ensifer、Neorhizobium、Rhizobium,并与E. meliloti、N. huautlense、E. sesbaniae、R. pusense 亲缘关系最近。共生基因nodA、nifH的系统进化分析结果基本一致,均与E. saheli 最为相近。7株代表菌株均能耐受5%的NaCl(W/V)浓度,其中YIC5082耐盐性最强,能够耐受6%的NaCl。温室盆栽试验表明7 株代表菌株均能与田菁有效结瘤固氮,其中6株菌显著提高了植株的株高和鲜重。【结论】江苏如东沿海滩涂田菁根瘤菌具有较丰富的遗传多样性,其中N．huautlense、E．meliloti为优势种。该地区的田菁根瘤菌多数具有较好的共生有效性及耐盐性,YIC5077促生效果最为突出,并表现出较强的固氮及结瘤能力,具有良好的应用前景。     

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。     

《生物多样性》投稿须知

<正>《生物多样性》(Biodiversity Science)1993年创刊,是中国科学院生物多样性委员会、中国植物学会、中国科学院植物研究所、动物研究所、微生物研究所共同主办的生物多样性科学领域的综合性学术刊物,双月刊,大16开。本刊旨在报道生物多样性科学领域的创新性研究成果,具引领和示范作用的保护实践案例或新范式,热点地区/调查空白地区或重要生物类群的生物编目,有新观点的高水平综述,以及履行相关国际公约的进展。基本要求1主要栏目综述(1)选题有新意,具前瞻性,能引起读者广泛的     

甘蔗近缘种蔗茅Erianthus fulvus考察收集与表型性状初步研究

为有效评价和利用蔗茅种质资源,挖掘其优良性状,以滇、黔、川考察收集的29份蔗茅为材料,选取5个数量性状为指标,对其多样性指数、变异系数、数量性状之间的相关性,数量性状与经纬度、海拔的相关性进行研究。分析结果表明:(1)共采集到25份高海拔种质资源,其中海拔超过2800m的有4份,进一步丰富了甘蔗野生种质资源库;(2)蔗茅种质资源数量性状的Shannon-Wiener多样性指数均较高,其中株高的最高为1.441,锤度的最低为1.291;数量性状遗传变异较丰富,各性状变异系数范围为21%~38%,变异系数最大的为株高(38%),最小的为叶长(21%);(3)蔗茅种质资源性状差异显著,叶长、叶宽、株高、茎径存在较大相关性,而与锤度不相关;叶宽与经度呈正相关,与纬度、海拔呈负相关。(4)聚类分析结果表明,蔗茅种质资源可分为4大类群,其中第Ⅱ类群(EF-27)具有良好的数量性状和锤度品质潜力,可推荐作为甘蔗育种杂交利用首选材料。     

甘蔗近缘种滇蔗茅(Erianthus rockii)表型性状遗传多样性研究

为有效评价和利用蔗茅种质资源,挖掘其优良性状,以滇、黔、川考察收集的29份蔗茅为材料,选取5个数量性状为指标,对其多样性指数、变异系数、数量性状之间的相关性、数量性状与经纬度、海拔的相关性进行研究。分析结果表明：(1)共采集到25份高海拔种质资源,其中海拔超过2800米有4份,进一步丰富了甘蔗野生种质资源库;(2)蔗茅种质资源数量性状的Shannon-Wiener多样性指数均较高,株高多样性指数最高(1.441),锤度多样性指数最低(1.291);数量性状遗传变异较丰富,各性状变异系数范围为21%～38%,变异系数最大的为株高(38%),最小的为叶长(21%);(3)蔗茅种质资源性状差异显著,叶长、叶宽、株高、茎径存在较大相关性,而与锤度不相关;叶宽与经度呈正相关,与纬度、海拔呈负相关。(4)聚类分析结果表明,蔗茅种质资源可分为四大类群,其中Ⅱ类群(EF-27)具有良好的数量性状和锤度品质潜力,可推荐作为甘蔗育种杂交利用首选材料。     

甘蔗近缘种滇蔗茅(Erianthus rockii)表型性状遗传多样性研究

选用6个数量性状和23个质量性状对滇蔗茅野生资源的表型变异、多样性及聚类关系进行分析。结果表明,数量性状变异系数在12.72%~22.38%之间,最大的是田间锤度,为22.38%,其次是茎径,为22.27%,最小的是叶长,为12.72%;质量性状的曝光后节间颜色多样性丰富,茎形、芽形、生长裂缝、节间形状、花序形状等5个性状均表现一致;聚类分析表明51份滇蔗茅无性系材料可分为4大类群和5个亚类群。遗传多样性和聚类分析为资源杂交利用和优异基因挖掘提供参考。     

豆科植物修复土壤重金属污染研究进展

随着经济的发展, 生态环境污染日趋严重, 其中土壤重金属污染成为一个突出问题。利用植物修复土壤重金属污染是当前环境科学和生态学领域的研究热点之一。采用根瘤菌-豆科植物共生体系修复土壤重金属污染是一种有效的植物修复方法, 它不仅可以利用根瘤菌与豆科植物互利共生的优势来抵抗重金属胁迫, 而且其固氮作用有助于提高土壤养分。通过文献检索分析, 收集整理了我国现已发现的具有土壤重金属污染修复潜力的豆科植物, 并对根瘤菌修复土壤重金属污染的机理以及根瘤菌-豆科植物共生体系修复土壤重金属污染的研究进展进行了综述, 以期为今后利用根瘤菌-豆科植物共生体系修复土壤重金属污染的研究和实践提供参考。     

我国陆地棉基础种质表型性状的遗传多样性分析

选用43份陆地棉基础种质为研究材料,随机区组排列种植,并进行果枝数、铃数、株高等田间性状调查和衣分、铃重、纤维品质等测定.按照不同时期、不同来源、不同生态区对这些基础种质分别进行表型性状的遗传多样性分析.结果表明:基础种质间在产量、品质、农艺性状等表型性状上差异显著或极显著,遗传多样性指数为0.88;3期基础种质大部分性状差异不显著,但第2、3期基础种质比第1期的纤维长、整齐度高、细度好、衣分增加、早熟性提高、抗病和耐旱性增强,第2期基础种质遗传多样性和遗传丰富度最高;来自不同棉区的基础种质表型性状差异较大,黄河流域棉区基础种质综合性状较好,长江流域棉区产量性状较高,北部特早熟棉区早熟性好,美国引进种质抗黄萎病性较强;国内基础种质比国外品种在纤维长、强、细上的变异系数均有不同程度降低,但国内基础种质表型多样性比引进品种高.以上研究说明引进品种经过长期的环境适应、自然选择和人工选育后,产生了表型变异较为丰富的基础种质类型.     

Effects of polyandry on male phenotypic diversity

Polyandry has the potential to affect the distribution of phenotypes and to shape the direction of sexual selection. Here, we explore this potential using Trinidadian guppies as a model system and ask whether polyandry leads to directional and/or diversifying selection of male phenotypic traits. In this study, we compare the phenotypic diversity of offspring from multiply and singly sired broods. To quantify phenotypic diversity, we first combine phenotypic traits using multivariate methods, and then take the dispersion of individuals in multivariate space as our measure of diversity. We show that, when each trait is examined separately, polyandry generates offspring with a higher proportion of bright coloration, indicating directional selection. However, our multivariate approach reveals that this directionality is accompanied by an increase in phenotypic diversity. These results suggest that polyandry (i) selects for the production of sons with the preferred brighter colour phenotypes whereas (ii) enhancing the diversity of male sexual traits. Promoting phenotypic diversity may be advantageous in coping with environmental and reproductive variability by increasing long‐term fitness.     

中国芒(Miscanthus sinensis)初级核心种质的构建

以555份芒(Miscanthus sinensis)种质资源为研究对象,根据26个表型性状数据,按地理来源、植物区系和单一性状进行分组,分别采用简单比例法、平方根法和多样性指数法确定组内取样数,再根据聚类和随机2种方法进行组内个体选择。依照上述方案共构建出19个具有代表性的芒初选核心种质样本库。通过平均相似系数、性状符合度、数量性状变异系数和遗传多样性指数等4项检测指标对上述19种构建方案进行比较,最终确定了按\"植物区划分组+多样性指数确定取样数+聚类选择个体\"为芒初级核心种质构建的最佳方案。通过此方法建立起的芒初级核心种质资源共83份,占总资源的14.95%,且新构建的初级种质资源与总资源性状符合度达到100%。     

青钱柳天然群体种子性状表型多样性

以青钱柳分布区内的9个天然群体种子为试材,对种子千粒重、体积、直径、厚度和径厚比5个表型性状进行了系统的比较分析,采用方差分析、相关分析及聚类分析等方法对群体间和群体内的表型多样性进行探讨.结果表明: 青钱柳种子千粒重、体积、直径及厚度在群体间和群体内均达到显著或极显著差异,而种子径厚比仅在群体内存在极显著差异,说明青钱柳种子性状在2个层次上都具有丰富的多样性.各性状的平均表型分化系数（V）为20.54%,即群体间的变异远低于群体内的变异（79.46%）.种子性状与地理因子相关程度存在差别,且受年均气温的影响最大.利用群体间欧氏距离进行系统聚类分析,青钱柳群体可以划分为三类.     

基于表型参数及SRAP标记的广东茶树种质遗传多样性

采用表型鉴定与SRAP分子标记,对25份广东茶树种质和5份对照品种的遗传多样性进行系统评价和分类;利用Pearson相关和Farthest neighbor方法对其表型性状进行聚类分析.结果表明:茶树各性状的平均变异系数为32.15%,其中茸毛的变异系数最大,为42.41%;芽叶生育期变异系数最小,为18.52%.经基于表型性状的聚类分析,30份样本可分为4组：第1组有17个品种,第2组有10个品种,第3组为云南大叶种和凌云白毛茶2个对照品种,第4组仅海南大叶种1个对照品种.利用21对SRAP引物对茶树基因组DNA进行研究,共扩增出127条带,其中114条为多态性带,占88.67%;平均每个引物组合的谱带数和多态性带数分别为6.05条和5.43条.当遗传距离为0.39 cm时,茶树种质可分成A、B、C 3类,其中A类占83.33%;当遗传距离为0.31 cm时,又可将A群划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3个亚群,其中第Ⅰ亚群包括13个品种,第Ⅱ亚群包括2个品种,第Ⅲ亚群包括10个品种.依据SRAP标记的聚类与表型性状的表现并不完全一致.     

新疆乌恰县豆科植物根瘤菌数值分类研究

新疆乌恰县具有独特的地理环境与气候条件,蕴藏着丰富的结瘤豆科植物资源.本研究从乌恰县豆科植物根瘤中分离到40株根瘤菌,并进行唯一碳源利用、唯一氮源利用、对抗生素和染料的抗性、耐盐性、初始pH生长、生长温度范围及石蕊牛奶反应、氧化酶、过氧化氢酶、脲酶共118项生理生化性状测定.结果表明:乌恰县豆科植物根瘤菌在碳氮源利用、抗生素敏感性、对染料抗性程度等方面存在着差异.供试根瘤菌能耐受较低温度,并具有较强的耐盐、碱能力,均能在pH 6~12的YMA培养基上生长,有60%的菌株能耐受0.86mol/L的NaCl.数值分类结果表明,在84.2%的相似水平上40株供试菌株构成了4个新的表观群.第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ类群分别有8、9、3和3株菌,中心菌株分别为NWWQ73-2、NWWQ13-1、NWWQ1-2、NWWQ6-2.此外,乌恰县豆科植物根瘤菌与模式菌株的相似性较低,它们所形成的4个独立群可能有新种存在.