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。     

高通量测序时代下持家基因定义的发展

持家基因一般指在所有细胞中均稳定表达的一类组成型基因,其产物是维持细胞基本生命活动所必需的。持家基因的定义及其发展,反映了其本质和时代特征。本文从基因表达水平量化技术的角度,结合作者利用转录组数据对猪持家基因的分析,讨论了持家基因的定义及其发展,尤其是技术的进步及数据量的剧增对持家基因的定义所引发的问题。本文总结发现,应该在研究技术的进步中,动态地认识持家基因定义所具有的层次性,从而对持家基因的定义不断赋予新的时代特征。     

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。     

黑木相思根瘤菌遗传多样性

[目的]研究分离自广东、福建、江西等15个地点的174株黑木相思(Acacia melanoxylon)根瘤菌的遗传多样性.[方法]采用16S rDNA限制性片段长度多态性分析(Restriction fragment length polymorphism,RFLP)和16S rDNA基因、持家基因(recA、atpD、glnⅡ)系统发育分析的方进行研究.[结果]16S rDNAPCR-RFLP分析中,在70％的相似性水平上,所有供试菌株分成9个类群 ;16S rDNA基因和持家基因系统发育分析结果基本一致,34株代表菌株主要分布在α-变形菌纲(Alpha-Proteobacteria)的慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、根瘤菌属(Rizobium)、中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium),并与Bradyrhizobium liaoningense、Bradyrhizobium betae、Bradyrhizobium cytisi、Rizobium multihospitium、Mesorhizobium plurifarium亲缘关系较近.[结论]供试菌株被鉴定到属的水平,Bradyrhizobium、Rhizobium或Mesorhizobium为优势菌群,证明了黑木相思根瘤菌具有丰富的遗传多样性.     

持家基因作为相对定量内标物的稳定性比较

定量PCR是在PCR定性技术基础上发展起来的核酸定量技术,定量检测时常用编码甘油醛-3-磷酸脱氢酶、β-肌动蛋白、28S和18SrRNA等的持家基因作为内部参照,这些基因被认为在某些类型细胞中的表达是恒定的。近年来,很多研究者发现上述持家基因的表达水平并不稳定,利用它们作为内标来定量并不准确。因此,在进行定量实验时应选择适当的2种或2种以上的内参基因,以减少检测标本间的差异。     

大豆根瘤菌SCAUs8的接种效果、促生性及系统发育研究

【目的】大豆是我国重要的农作物,利用大豆-根瘤菌共生体系能有效减少化学氮肥的用量。将初筛的大豆根瘤菌SCAUs8在四川两个重要的大豆种植生态区进行田间接种验证试验,同时对该菌株进行分类地位研究。【方法】在四川丘陵区和攀西地区,采用大田试验调查接种大豆根瘤菌SCAUs8对大豆的增产效果。采用点接种法研究SCAUs8的抗逆性,用Salkowski比色法检测供试菌分泌吲哚乙酸(IAA)的能力。用多位点基因(16S r RNA,atp D,rec A,glnⅡ,nod C,nif H)序列分析对供试菌株SCAUs8进行分类地位的确定。【结果】大田试验表明,接种大豆根瘤菌SCAUs8后,大豆植株的产量、鲜重、干重等指标明显高于不接种对照(CK)处理,其中大豆植株产量比不接种CK增产21.4%-29.7%,其差异达显著水平。对供试菌株SCAUs8进行的耐酸碱性、耐盐性、生长温度范围以及分泌IAA能力测定的结果表明,供试菌株SCAUs8能在p H5.0-10.0正常生长,可耐受Na Cl浓度为0.5%,生长温度范围是10-40°C,能分泌IAA。综合16S r RNA、atp D、rec A、glnⅡ、nod C、nif H基因的序列分析,发现供试菌株SCAUs8与Bradyrhizobium diazoefficiens USDA110T相似性高达100%。【结论】供试菌株SCAUs8是与四川主栽大豆品种共生匹配性较好的广谱菌株。该菌株耐盐性较差,但具有较强的耐酸碱性、较宽的生长温度范围及分泌IAA的能力。系统发育研究将供试菌株SCAUs8确定为B.diazoeffciens。     

粪肠、屎肠球菌及相近种部分持家基因的系统发育分析

【目的】利用16S rRNA、clpX和recA基因分子标记研究Enterococcus faecalis、Enterococcus faecium及相近种间的种系发育关系,并比较这些基因序列对E.faecalis、E.faecium及相近种的区分能力。【方法】以分离自传统乳制品中的9株E.faecium和1株E.durans分离株为研究对象,以clpX和recA基因片段为标记,通过PCR扩增、测序,结合已公布的近缘种相应序列构建系统发育树并与16S rRNA基因进行比较。【结果】在基于clpX和recA基因的进化树中,10株试验菌株与E.faecalis始终处于同一分支。与该物种这两个基因的平均相似性为99.6%和98.6%,与另一分支的Faecium-group(E.durans和E.faecium)的平均相似性仅为61.5%和33.5%。相近种E.durans和E.hirae间这两个基因的差异性为20.3%和39.0%;在基于16S rRNA基因的进化树中,试验菌株与Faecium-group(E.lactis、E.faecium、E.durans、E.hirae)处于同一分支。与这些成员间该基因的相似性大于99.6%,与E.faecalis基因的平均相似性可达98.4%。相近种间该基因相似性无明显差异。【结论】按照10株试验菌株clpX和recA基因的分析结果可将由传统生理生化和16S rRNA基因序列鉴定的9株E.faecium和1株E.durans归类为E.faecalis,clpX和recA基因可用于部分相近种的分类鉴定。     

攀枝花市银合欢根瘤菌遗传多样性

【目的】研究分离自四川攀枝花的银合欢根瘤菌的遗传多样性。【方法】采用联合16S rDNA RFLP和IGS RFLP的综合聚类分析(16S-IGS RFLP)、AFLP及多位点持家基因(16S rDNA,atpD,recA)序列的联合分析对供试银合欢根瘤菌进行研究。【结果】31株未知菌具有15种16S-IGS遗传图谱类型、27种AFLP类型。16S-IGS RFLP结果表明,没有未知菌与Bradyrhizobium的参比菌株聚在一起。在71.4%的相似水平上,31个未知菌按属的水平分成3个分支:S、M和R,分别分布在Sinorhizobium属(28株)、Mesorhizobium属(2株)和Rhizobium属(1株)。S分支的28个菌在84%的相似水平上,16S-IGS RFLP聚类图中构成3个群:群S1、群S2、群S3;在AFLP聚类图中构成9个AFLP群:S1–S9。多位点基因序列表明,代表菌株SCAU215、SCAU231分别与M.Plurifarium、R.huautlense亲缘关系最近。而分布于Sinorhizobium属SCAU222和SCAU228、SCAU213、SCAU216可能代表Sinorhizobium的3个新类群。【结论】攀枝花市银合欢根瘤菌遗传多样性丰富,分布于Sinorhizobium、Mesorhizobium和Rhizobium三个属,且优势类群为Sinorhizobium。     

柠檬明串珠菌及相近种部分持家基因的系统发育分析

[目的]利用16S rRNA、dnaA、murC和pyrG基因分子标记研究Leuconostoc citreum(Leu.citreum)及相近种间的种系发育关系,并比较这些基因序列对Leu.citreum及相近种的区分能力.[方法]以分离自酸面团中的7株Leu.citreum为研究对象,以dnaA、murC和pyrG基因片段为标记,通过PCR扩增、测序,结合已公布的近缘种及亚种相应序列,计算遗传距离,构建系统发育树,并与16S rRNA基因进行比较.[结果]研究发现Leu.citreum及相近种间的dnaA、murC和pyrG基因构建的系统发育树拓扑结构与16S rRNA基因基本一致,区别在于相似性的不同,其分别为75.5％-97.2％、50.2％-99.7％、65.0％-99.8％和98.5％-100％.[结论]在Leu.citreum及相近种间的种系发育关系中,dnaA、murC和pyrG基因与16S rRNA基因系统进化关系都具有很好的一致性,但这三个持家基因的遗传距离显著高于16S rRNA基因.因此,采用dnaA、murC和pyrG基因可以用于Leu.citreum及相近种的分类鉴定.     

基于多位点序列分型对新疆伊宁学龄儿童肠道两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)群体遗传差异解析

【背景】两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)是专性代谢人体母乳寡糖(human milk oligosaccharides, HMOs)和宿主肠道黏膜上皮黏蛋白聚糖的肠道共栖益生菌,对生命早期健康和发育至关重要,目前对其不同人群来源的群体遗传报道较少。【目的】探究在有限地域内遗传、饮食相近人群来源的B. bifidum菌株集的遗传结构是否具有族群特异的规律性,为开发个性化的益生菌株提供理论基础。【方法】对来自新疆伊宁两个族群(维吾尔族和哈萨克族)学龄儿童队列的肠道两歧双歧杆菌进行分离和鉴定,共获得115个菌株,对基于细菌基因组重复序列PCR (repetitive sequence-PCR, rep-PCR)方法筛选的53株代表菌株采用多位点序列分型(multilocus sequence typing, MLST)进行群体遗传差异分析。【结果】53株代表菌株共分为37个序列型(sequence type, ST),具有很高的遗传多样性;其中26株源自维吾尔族儿童的菌株有17个ST,而20个ST来自27株哈萨克族儿童的菌株,两个族群来源的菌株之间检测到较少的同源基因重组事件。goeBURST分析显示,来自同一族群的B. bifidum分离株比来自另一族群的菌株更有可能被归入特定的系统发育分支或克隆复合体(clonal complexes, CC)。【结论】不同族群来源的B. bifidum分离株显示出较高的遗传多样性,群体遗传结构一定程度上呈现出民族族群来源的特异性,需要更大规模的取样证实。这为进一步开展体内外实验并筛选针对区域族群的特色优良益生菌株提供了理论基础。