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。     

西北部分地区苦马豆根瘤菌的遗传多样性

苦马豆(Sphaerophysa salsula)是荒漠区重要的豆科植物。为了研究其共生根瘤菌的多样性, 本试验采用16S rDNA PCR-RFLP和16S rDNA全序列分析方法, 对西北部分地区的苦马豆根瘤菌进行了遗传多样性及系统发育分析。结果表明, 57株供试菌株共产生了9种遗传图谱类型, 对每种图谱类型的代表性菌株进行16S rDNA全序列分析的结果表明, 它们分别归属于中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium)、根瘤菌属(Rhizobium)、中华根瘤菌属(Sinorhizobium)、土壤杆菌属(Agrobacterium)、叶杆菌属(Phyllobacterium)和Shinella kummerowiae。不同地域的菌株在多样性方面也有明显差异: 分离自银川的苦马豆根瘤菌的Jaccard相似性系数较低; 而来自民乐县和临泽县的菌株有着非常丰富的遗传多样性, 其Simpson指数分别为0.826和0.710, Shannon-Wiener指数分别为1.831和1.530。以上结果为进一步确定西北地区豆科植物根瘤菌的系统分类地位提供了依据。     

Diversity of endophytic bacteria associated with nodules of two indigenous legumes at different altitudes of the Qilian Mountains in China

A total of 201 endophytic root nodule-associated bacteria collected from two legumes indigenous to different Qilian Mountain altitudes (Hexi Corridor) were characterized through 16S rDNA polymerase chain reaction (PCR)-restriction fragment length polymorphism, 16S rRNA gene sequence analysis, and enterobacterial repetitive intergenic consensus-PCR clustering. The isolates phylogenetically belonged to 35 species in the Phyllobacterium, Ensifer, Rhizobium, Microvirga, Sphingomonas, Paracoccus, Mycobacterium, Paenibacillus, Cohnella, Sporosarcina, Bacillus, Staphylococcus, Brevibacterium, Xenophilus, Erwinia, Leclercia, Acinetobacter, and Pseudomonas genera. Phylogenetic nodA sequence analysis showed higher similarity to Sinorhizobium meliloti with strains related to the Rhizobium, Sinorhizobium, and Acinetobacter genera. Sequence analysis of the nifH gene revealed that the strains belonging to Xenophilus, Acinetobacter, Phyllobacterium, and Rhizobium had genes similar to those of Mesorhizobium and Sinorhizobium. The results indicated that horizontal gene transfer could have occurred between rhizobia and non-rhizobial endophytes. Canonical correspondence analysis revealed that altitude and host plant species contributed more to the bacterial endosymbiont separation than other ecological factors. This study provided valuable information on the interactions between symbiotic bacteria, non-symbiotic bacteria and their habitats, and thus provided knowledge on their genetic diversity and ecology.     

Diverse rhizobia associated with Sophora alopecuroides grown in different regions of Loess Plateau in China

A total of seventy-five symbiotic bacterial strains isolated from root nodules of wild Sophora alopecuroides grown in different regions of China's Loess Plateau were characterized. Based on the combined RFLP patterns, thirty-five genotypes were defined among the rhizobia and they were classified into nine genomic species, including Mesorhizobium alhagi and M. gobiense as the main groups, as well as Agrobacterium tumefaciens, M. amorphae, Phyllobacterium trifolii, Rhizobium giardinii, R. indigoferae, Sinorhizobium fredii and S. meliloti as the minor groups according to the 16S rRNA and recA gene analyses. Five and three lineages of nodA and nifH were found, respectively, in these strains, implying that the symbiotic genes of the S. alopecuroides rhizobia had different origins or had divergently evolved. Results of correspondence analysis showed that there was a correlation between rhizobial genotypes and the geographic origins. Possible lateral transfer of the recA and 16S rRNA genes between the P. trifolii and A. tumefaciens strains, and that of symbiotic genes (nodA, nifH) between different genera, was shown by discrepancies of the phylogenetic relationships of the four gene loci. These results revealed diverse rhizobia associated with wild S. alopecuroides grown in different regions of China's Loess Plateau, and demonstrated for the first time the existence of symbiotic A. tumefaciens strains in root nodules of S. alopecuroides.     

马衔山中国沙棘根瘤内共生细菌多样性研究

采集甘肃省兰州市马衔山中国沙棘(Hippophae rhamnoidoes)根瘤样品,采用高通量测序和纯培养方法,分析中国沙棘根瘤内定殖的内共生细菌的组成、相对丰度和物种多样性,并比较两种方法研究结果的差异。在不同的微生物分类单元,高通量测序检测到中国沙棘根瘤内共生细菌24门50纲90目167科215属;而纯培养方法仅检测到3门5纲7目8科8属。进一步分析沙棘根瘤内共生细菌主要类群的相对丰度,发现高通量测序与纯培养方法的结果有明显差异,在科和属的分类单元上差异尤其显著。两种方法都表明中国沙棘根瘤内共生细菌具有丰富的多样性,但高通量测序能够较为全面的反映中国沙棘根瘤内共生细菌的群落组成,而纯培养方法仅能够分离到部分可培养的中国沙棘根瘤内共生细菌,在很大程度上极可能低估中国沙棘根瘤内共生细菌的物种组成并高估其丰度。     

三倍体毛白杨不同组织内生细菌多样性分析

【背景】三倍体毛白杨非常适合黄河区域生态经济发展,是我国林业推广项目的重要树种。内生细菌在三倍体毛白杨不同组织中广泛存在,对三倍体毛白杨具有防病、促生、固氮和生物修复等生物学作用。【目的】通过分析三倍体毛白杨不同组织内生细菌多样性,可以充分挖掘其蕴含的丰富微生物资源。【方法】以北京林业大学山东冠县毛白杨基地的三倍体毛白杨为材料,应用16S rRNA基因高通量测序技术对其根、茎、叶中内生细菌多样性进行了分析,阐述三倍体毛白杨不同组织内生细菌多样性的变化趋势和规律,为其内生细菌的进一步应用奠定理论基础。【结果】三倍体毛白杨根部内生细菌群落丰富度及多样性最高,叶片中最低。高通量测序结果显示,在全部样本中,假单胞菌门和放线菌门为优势门,伯克氏菌属(Burkholderia)、假诺卡氏菌属(Pseudonocardia)和食酸菌属(Acidovorax)为优势属,不同组织的内生细菌群落结构组成差异显著;16S rRNA基因功能预测结果显示,三倍体毛白杨内生细菌的功能主要涉及氨基酸代谢、维生素代谢、芳香族化合物降解和糖酵解等。通过分离培养共获得217株内生细菌,分属于23个属44个种,其中有4株1...     

不同寄主植物西花蓟马内生细菌多样性分析

为探讨不同寄主植物对西花蓟马Frankliniella occidentalis内生细菌分布的影响,应用Illumina MiSeq第二代测序技术对取食不同寄主植物的西花蓟马内生细菌的16S rDNA V5~V7区域进行测定。结果显示,Alpha多样性分析发现,西花蓟马内生细菌在取食不同寄主植物后多样性表现为西葫芦Cucurbita pepo L. >菊花Dendranthema morifolium(Ramat.) Tzvelev >曼陀罗Datura stramonium L. >玫瑰Rosa rugosa Thunb. >牵牛花Pharibitis purpurea (L.) Voigt >辣椒Capsicum annuum L.;在门水平的菌群组成上,变形菌门在各样品中所占比例最高,是西花蓟马内生菌中的优势菌门,厚壁菌门为次优势菌菌门。在属水平上内生细菌也表现出较大的差异,其中假单胞菌属Pseudomonas和欧文氏菌属Erwinia在西花蓟马取食各寄主植物时均有分布,取食辣椒、玫瑰、曼陀罗时,优势菌属均为欧文氏菌属Erwinia,取食菊花和牵牛花时,优势菌属为立克次体Rickettsia,而取食西葫芦时,则为短波毛单胞菌属Brevundimonas;利用KEGG数据库,对内生细菌进行基因功能预测分析发现,内生细菌群富集了高丰度的代谢功能基因,且主要集中于碳水化合物代谢、氨基酸代谢以及能量代谢。综上所述取食不同寄主植物时西花蓟马内生细菌多样性与群落结构具有一定的差异,寄主植物可对西花蓟马内生细菌群落组成产生重要的影响;且各寄主植物上西花蓟马内生细菌基因功能主要集中在碳水化合物代谢、氨基酸代谢和能量代谢。     

Diversity of endophytic bacteria and fungi in seeds of Elymus nutans growing in four locations of Qinghai Tibet Plateau,China

Plant and Soil - Seeds are involved in the transmission of microorganisms from one plant generation to the next, acting as initial inoculum for the plant microbiome, therefore provide a key source...     

甘南高寒地区不同海拔西藏沙棘根瘤内生菌多样性

为了研究甘南高寒地区3个不同海拔西藏沙棘根瘤中内生菌的多样性,采用Illumina MiSeq高通量测序技术对3种不同海拔的西藏沙棘根瘤内生菌的菌群组成和多样性进行了分析。实验结果表明,3个不同海拔西藏沙棘根瘤中的内生菌主要包括6大门,分别为蓝藻门(Cyanobacteria),放线菌门(Actinobacteria),变形菌门(Proteobacteria),拟杆菌门(Bacteroidetes),梭杆菌门(Fusobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)。其中占主导地位的微生物是蓝藻门和放线菌门,蓝藻门在3个海拔的西藏沙棘根瘤中的丰度分别为68.1%,64.7%和66.0%,放线菌门在3个海拔的西藏沙棘根瘤中的丰度分别为28.6%,30.2%和29.5%。放线菌门弗兰克氏菌属(Frankia)为共同的优势菌属之一,在3个海拔的丰度分别为28.2%,29.8%和29.1%。3个不同海拔西藏沙棘根瘤中的内生菌除了能与沙棘共生固氮的弗兰克氏菌外,还存在其他的微生物群落,可能存在一些潜在的有价值的内生菌种资源。     

黄土高原不同植物凋落物的分解特性

以黄土高原区典型植物刺槐、小叶杨、沙棘、沙柳、苜蓿和长芒草的凋落物为对象,采用网袋法研究了半干旱区(神木)分解过程中,单种、两种及3种凋落物等质量配比混合后其质量、碳和氮的动态变化.结果表明:在整个分解过程中,不同处理凋落物的质量损失率,全碳、全氮的释放速率以及可溶性有机碳和可溶性总氮的含量均表现为前期大于后期,经过412d的分解,3种凋落物混合后的平均质量损失率高于两种混合凋落物,单种凋落物最低.到分解试验结束时,不同处理凋落物的全碳、全氮平均释放率均表现为单种＞两种混合＞3种混合;而不同处理的可溶性有机碳平均含量表现为两种混合＞单种＞3种混合,但未达到显著水平;可溶性总氮含量则为3种混合＞两种混合＞单种,达到显著水平.凋落物的质量损失率与可溶性有机物,特别是可溶性有机碳具有一定的相关性.从质量损失率来看,小叶杨、沙棘与苜蓿凋落物的组合为最佳组合.建议在黄土高原区退耕还林还草工程建设中,合理增加植物种类多样性,促进土壤改善养分状况.     

烟草可培养内生细菌的分离及多样性分析

采用稀释平板法, 从健康烟草的根、茎、叶组织中分离到267株内生细菌。利用细菌菌落表征性状和16S rRNA序列对这些分离物进行了多样性分析。通过数值分析比较了8个菌落形态表征性状, 以类平均连锁聚类法的方式进行聚类分析, 在2.15的水平上可分成5个聚类群和56个亚群。16S rDNA序列系统发育分析表明267株分离物可分为21个类群。研究表明同一菌落形态类型的菌株在系统发育树中不一定聚为一类, 菌落形态分类与分子生物学方法分类结果不完全一致。经克隆测序分析表明, 这267株分离物分别与GenBank中6类细菌中的21个已知种相似性达到98%?99%。其中芽孢杆菌属(Bacillus)细菌是烟草可培养内生细菌的优势种群。     

Pantoea endophytica sp. nov., novel endophytic bacteria isolated from maize planting in different geographic regions of northern China

Four endophytic bacterial strains were isolated from root, stem and leaf of maize planted in different regions of northern China. The four strains possessed almost identical 16S rRNA gene sequences. However, REP-PCR fingerprint patterns discriminated that they were not from one clonal origin. Furthermore, the average nucleotide identity (ANI) values among them were higher than 95%, suggesting they all belong to one species. Based on 16S rRNA gene phylogeny, the four strains were clustered together with Pantoea rodasii LMG 26273^T and Pantoea rwandensis LMG 26275^T, but on a separate branch. Multilocus sequence analysis (MLSA) indicated that the four strains form a novel Pantoea species. Authenticity of the novel species was confirmed by ANI comparisons between strain 596^T and its closest relatives, since obtained values were considerably below the proposed thresholds for the species delineation. The genome size of 596^T was 5.1Mbp, comprising 4896 predicted genes with DNA G + C content of 57.8 mol%. The respiratory quinone was ubiquinone-8 (Q-8) and the polar lipid profile consisted of phosphatidylethanolamin, diphosphatidylglycerol, phosphatidylglycerol, unidentified aminophospholipid and unidentified phospholipid. The major fatty acids of strain 596^T were C_16:0, summed feature 2 (C_12:0 aldehyde), summed feature 3 (C_16:1ω7c and/or C_16:1ω6c) and summed feature 8 (C_18:1ω7c and/or C_18:1ω6c). Based on phylogenetic, genomic, phenotypic and chemotaxonomic data, the four isolates are considered to represent a novel species of the genus Pantoea, for which the name Pantoea endophytica sp. nov., is proposed, with 596^T (= DSM 100,785^T = CGMCC 1.15280^T) as type strain.     

可产生铁载体的春兰根内生细菌多样性

摘要：【目的】了解可产生铁载体的春兰根内生细菌的多样性,以便筛选到高效的植物促生细菌。【方法】采用CAS检测法测定了189株春兰根内生细菌产生铁载体的能力,并结合16S rRNA基因系统发育分析对可产铁载体的春兰根内生细菌多样性进行了研究。【结果】从189株春兰内生细菌中筛选到47株可产生铁载体的细菌,占菌株总数的24.9%。16S rRNA基因系统发育分析结果表明,47株细菌分属于4个系统发育类群（Alphaproteobacteria,Betaproteobacteria,Firmicutes,Actinobacteria）,17个属的31个种。其中放线菌门为最优势类群（42.6%）,芽孢杆菌属（Bacillus）和贪噬菌属（Variovorax）为优势菌属,且贪噬菌属为高产铁载体的主体菌属。另外有2个菌株可能代表两个不同属的新物种。【结论】春兰根中可产生铁载体的内生细菌具有丰富的多样性。     

黄土高原不同侵蚀类型区生物结皮固氮活性及对水热因子的响应

在野外调查的基础上,采集不同侵蚀类型区内发育至稳定阶段的生物结皮,分析水分和温度变化对生物结皮固氮活性的影响.结果表明:水蚀区、水蚀风蚀交错区、风蚀区生物结皮固氮活性表现为水蚀区(127.7μmol.m-2.h-1)>水蚀风蚀交错区(34.6μmol.m-2.h-1)>风蚀区(6.0μmol.m-2.h-1);3个侵蚀类型区生物结皮固氮的最适温度分别为35、25和15℃.在最适温度条件下,水蚀区及水蚀风蚀交错区生物结皮固氮活性在100%～40%田间持水量时差异不显著;风蚀区生物结皮固氮活性对水分变化较为敏感,当含水量降至80%田间持水量时固氮活性开始显著降低,降至20%田间持水量时,生物结皮固氮作用停止.3个侵蚀类型区生物结皮固氮活性及其对水分与温度变化响应的差异与不同侵蚀类型区的气候、环境及生物结皮物种组成有关.     

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。     

黄土高原石松类和蕨类植物的多样性与地理分布

物种编目是了解生物多样性的基础。本文收集已出版的专著和文献, 查阅标本馆的馆藏标本信息, 在此基础上, 对黄土高原的石松类和蕨类植物的多样性和地理分布数据进行统计和分析。科属排列采用Flora of China的分类系统, 科属界定依据分子系统学的最新研究成果。结果表明, 黄土高原共有石松类和蕨类植物18科42属165种2亚种5变种, 其中中国特有种35种, 占总种数的20.35%。种类数量最多的5个科依次为凤尾蕨科(29种, 含种下单位, 下同)、鳞毛蕨科(28种)、水龙骨科(19种)、蹄盖蕨科(16种)和铁角蕨科(16种); 种类数量最多的6个属依次为铁角蕨属(Asplenium, 16种)、鳞毛蕨属(Dryopteris, 15种)、耳蕨属(Polystichum, 12种)、岩蕨属(Woodsia, 11种)、卷柏属(Selaginella, 10种)和瓦韦属(Lepisorus, 10种)。黄土高原的石松类和蕨类植物中, 无珍稀濒危保护植物, 无中国特有属。依据生态类型可划分为4类, 即土生植物(112种)、石生植物(75种)、附生植物(18种)、水生植物(3种), 该区域石松类和蕨类植物土生或石生的种类占总种数的89.53%。在地理分布上, 黄土高原石松类和蕨类处于我国现生类群分布的边缘区域, 这与我国的石松类和蕨类分布规律基本一致。     

黄土丘陵区生物土壤结皮层水稳性

采用改进的土壤水稳性团聚体数量测定方法,研究了黄土丘陵区不同组成和生物量的生物结皮层水稳定性.结果表明：生物结皮层的水稳定性与其生物组成有关,苔藓结皮的水稳定性显著高于藻结皮,震荡390次后,苔藓结皮的厚度和质量损失率仅分别是藻结皮损失率的47.3%和40.1%;生物结皮层水稳定性与生物结皮的生物组成有关,60%以上苔藓覆盖度的生物结皮的稳定性最高,质量和厚度损失率分别是藻结皮（无苔藓覆盖）损失率的28.6%和22.7%;生物结皮层水平方向结构水稳定性显著大于垂直方向,震荡390次后,苔藓结皮的面积损失率仅为厚度损失率的6.4%.试验分析证实,生物结皮层是一种水平方向稳定性极强的层状结构体,这一结构特性增强了其抗风蚀和水蚀的能力.     

黄土高原紫草科植物

报道了黄土高原紫草科植物23属51种7变种的名称,分布,生境和用途。     

黄土高原不同人工林叶片-凋落叶-土壤生态化学计量特征

为探究“退耕还林(牧)”工程对陕西省子午岭林区的影响,分析3种典型的人工林(刺槐林、油松林和侧柏林)叶片-凋落叶-土壤的C、N、P含量及其生态化学计量特征.结果表明: 3种人工林不同组分中C、N、P含量大小均为叶片>凋落叶>土壤,刺槐林叶片N、P含量显著高于油松林和侧柏林.刺槐林、油松林和侧柏林叶片N∶P分别为12.2、5.4和6.1,油松和侧柏较刺槐林存在N亏损,C∶N和C∶P大小均为凋落叶>叶片>土壤,N∶P为叶片>凋落叶>土壤.油松林叶片C∶N与凋落叶C∶N间存在显著正相关关系.刺槐叶片在生长周期内吸收利用的N和P存在比例关系,且其凋落叶在元素再吸收后N和P的残留量也存在比例关系.与油松和侧柏相比,刺槐是黄土高原南部森林带最适宜的造林树种.     

攀枝花地区烤烟可培养内生固氮菌的多样性

【目的】认识烤烟(Flue-cured tobaccos)内生固氮菌多样性,挖掘内生固氮菌资源,丰富内生固氮菌基因库。【方法】运用纯培养法、重复因子扩增(BOX-PCR)分析技术、16S r RNA基因测序和系统发育分析对内生固氮菌多样性和系统发育进行研究,并测定分离菌株的固氮酶活性、溶磷溶钾特性、吲哚乙酸(IAA)含量等指标。【结果】通过Ashby培养基共分离得到62株固氮菌。基于BOX-PCR图谱选取16株代表菌株进行16S r RNA基因序列测定。16S r RNA基因序列系统发育分析显示,62株菌株分属于芽孢杆菌属(Bacillus)、泛菌属(Pantoea)、短小杆菌属(Curtobacterium)等3个属,其中芽孢杆菌属(Bacillus)为优势菌属。62株菌株中有20株菌株(占总分离菌株的32.3%)具有固氮酶活性,8株菌株(占总分离菌株的12.9%)能产IAA,有4株(占总分离菌株的6.5%)表现溶磷活性,有3株(占总分离菌株的4.8%)表现溶钾活性。【结论】攀枝花烤烟有较为丰富的内生固氮菌,具有潜在应用价值。