华癸根瘤菌的系统发育地位

１６ＳｒＲＮＡ序列测定是细菌分类学的基本方法之一，其序列差异是确定细菌属间及属上系统发育关系的主要标准。本文根据国际系统细菌学委员会根瘤菌分委员会的建议，采用聚合酶链的反应扩增了华癸根瘤菌模式菌株１０３的１６ＳｒＲＮＡ基因中约２６０个碱基的一个片段，并对其进行了序列测定。所得序列与其他已知根瘤菌种，属的相应片段进行了比较。结果表明，华癸根瘤菌与豌豆根瘤菌和苜蓿根瘤菌两种及与其他属的碱基差异在６．９     

高体革鯻线粒体DNA 16S rRNA和COI基因片段的克隆与序列分析

[目的]为高体革鯻的遗传资源、物种间的亲缘关系和系统进化等研究提供一定的生物学依据。[方法]采用PCR扩增和序列测定等技术,对高体革鯻线粒体DNA 16S rRNA和COI基因片段进行初步研究。[结果]经PCR扩增和测序,分别得到16S rRNA和COI基因片段的碱基序列,其中16SrRNA基因片段的大小为791 bp,碱基A、T、G、C的含量分别为31.6%、21.4%、20.4%和26.7%;COI基因片段的大小为631 bp,碱基A、T、G、C含量分别为27.7%、23.6%、29.8%和18.9%。在这2个基因片段中,GC含量均低于AT含量,AT/GC分别为1.13和1.05。[结论]通过对高体革鯻16S rRNA和COI2个基因片段遗传特征的研究,发现其种内变异比较低,在3个样本中16S rRNA基因片段序列完全一样,COI基因片段也完全一样,说明高体革鯻的这2个基因都非常保守。     

梭鱼和鲻鱼线粒体16S rRNA和COⅠ基因片段的比较分析

运用PCR技术,扩增了梭鱼和鲻鱼线粒体16S rRNA和COⅠ基因片段,并比较分析了其种间的序列差异。获得16S rRNA基因的540～560 bp碱基序列,出现26个碱基的插入与缺失位点;获得COⅠ基因的602～604 bp碱基序列,出现2个插入缺失位点;16S rRNA和COⅠ基因的序列中G平均含量最低,且（A＋T）含量高于（G＋C）含量,与其他鱼类中的16S rRNA和COⅠ基因片段研究结果相一致。在16S rRNA基因片段中,梭鱼出现1种单倍型,鲻鱼为2种单倍型;在COⅠ基因片段中,梭鱼样品中检测到3个单倍型,鲻鱼样品中检测到5个单倍型。以Takifugu poecilonotus为外群,构建的NJ系统发育树,基于16S rRNA和COⅠ基因序列获得的NJ系统树基本一致,鲻鱼和梭鱼种内个体分别聚为一支,显示16S rRNA和COⅠ基因适合于梭鱼和鲻鱼的物种鉴定。     

两个相思树种根瘤菌代表菌株HJ06和JJ06的16S rDNA序列分析

为了开发利用我国人工林豆科树种根瘤菌的种质资源,该研究对华南地区两个人工林豆科树种厚荚相思和卷荚相思的根瘤菌两个代表菌株HJ06和JJ06进行了16S rDNA全序列测定,将此全序列与根瘤菌各已知种及相关种的16S rDNA全序列进行了比较及聚类分析,得到系统发育树状图.在系统发育树状图中,HJ06位于Rhizobium分支中并与根瘤菌属各个种的相似性达95%以上;JJ06位于Mesorhizobium分支中并与中慢生根瘤菌属各个种的相似性达97% 以上.表明它们分别为不同的根瘤菌种,证明了从国外引种于中国华南的相思树种其根瘤菌具有多样性和复杂性．      

rRNA基因间隔区序列用于亲缘关系密切的根瘤菌种群鉴定及系统发育分析

通过rRNA基因内转录间隔区的碱基序列分析，对中华根瘤菌属Sinorhizobium、慢生根瘤菌属Bradyrhizobium和中慢生根瘤菌属Mesorhizobium种间亲缘关系十分密切的菌株进行区分．结果表明，rRNA基因间隔区序列能很好地区分种间亲缘关系十分密切的菌株．用rRNA基因间隔区序列构建的系统发育树与rRNA基因序列构建的系统发育树结果十分相似．     

费氏中华根瘤菌(Sinorhizobium fredii)质粒复制基因repC序列多样性的研究

采用质粒快速检测法从供试33株费氏中华根瘤菌中分别检测出2～4个内源大质粒。用根据豌豆根瘤菌的repC基因设计1对引物RCI和RC3,从供试菌株及3株华癸中生根瘤菌和1株大豆慢生根瘤菌中扩增得到repC基因片段,证明在费氏中华根瘤菌中广泛存在repC基因。通过对扩增产物的测序,并与已报道的repC基因序列进行聚类分析,发现供试菌株可分为2个群,群a和群b,群内十分保守,但群间差异明显;其中群b的序列与已知类型的差异明显。     

利用16S rRNA基因克隆文库技术分析 德昌水牛瘤胃产甲烷菌的多样性

选取3头5岁左右的健康雌性德昌水牛作为试验动物,采用机械破壁法提取瘤胃内容物总DNA,用产甲烷菌特异性引物Met86F/Met1340R扩增16S rRNA基因,构建16S rRNA基因克隆文库,分析德昌水牛瘤胃产甲烷菌区系组成。结果表明:试验共获得99个16S rRNA基因序列,RDP分析表明94.2%的序列为甲烷短杆菌属(Methanobrevibacter)16S rRNA序列,按照97%的相似性划分为19个分类操作单元,其中96个序列(17个OTUs)占总序列的97.0%,与已知细菌的16S rRNA序列的相似性≥97%;3个序列(2个OTUs)占总序列的3.0%,与已知细菌16S rRNA序列的相似性为90%~97%;系统发育树分析表明,SGMT簇序列和RO簇序列所占总序列的比例分别为75.8%、1.0%,部分序列与Methanobrevibacter中任何已知相似序列都相隔较远,它们可能代表Methanobrevibacter中新的种。以上结果表明,德昌水牛瘤胃产甲烷菌以Methanobrevibacter产甲烷菌为优势菌群,其中有许多未培养的产甲烷菌需进一步分离培养,并对其功能进行分析。     

陕西等地区豆科植物根瘤内生细菌遗传多样性和系统发育研究

采用16S r DNA PCR-RFLP、16S r DNA全序列分析、BOX-PCR等多相分类技术,对采集自陕西神木、甘肃天水、青海泽库地区的豆科植物根瘤内生细菌资源的多样性进行了研究。从采集的豆科植物根瘤中共分离到50株供试菌株,对这50株供试菌株和8株参比菌株进行了16S r DNA PCR-RFLP聚类分析。结果显示,全部供试菌株在81.5%的相似性水平上分成4个分支(在86%相似性水平上,分支I包括3个群,分支III包括3个群)。选取各群代表菌株进行16S r DNA测序,确定了50株供试菌株中,1株属于慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium),1株属于土壤杆菌属(Agrobacterium),6株属于中华根瘤菌属(Sinorhizobium),27株属于芽孢杆菌属(Bacillus),2株属于类芽孢杆菌属(Paenibacillus),其余13株则分别归属于寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)、假单胞菌属(Pseudomonas)和泛菌属(Pantoea)。表明16S r DNA PCR-RFLP和16S r DNA全序列分析结果具有较好的一致性。对部分16Sr DNA序列相似性达到100%的菌株进行BOXPCR来确定是否为同一克隆。研究结果表明,陕西神木等地区豆科植物根瘤内生菌具有很丰富的遗传多样性。     

鸭疫里氏杆菌广西分离株16S rRNA基因序列的测定和系统进化分析

选取3株不同血清型的鸭疫里氏杆菌广西分离株GXRA 01、GXRA 07和GXRA 09,利用细菌通用引物,通过PCR方法成功扩增出16S rRNA的部分基因片段,通过克隆、序列测定获得3个分离株16S rRNA基因的核苷酸序列,并与G enB ank中注册的一些菌株的16S rRNA基因序列进行比较、系统进化关系分析发现:3株RA分属两个基因群,I群(GXRA 01)与AY 871818和AY 871819的16S rRNA序列的同源性达99.9%,Ⅱ群(GXRA 07、GXRA 09)与G enB ank中16S rRNA序列的同源性达99.3%-99.6%,GXRA 07与GXRA 09之间的同源性为100%,表明这3株菌株应为鸭疫里氏杆菌。     

华重楼根茎内生细菌群落多样性及其功能预测

内生菌广泛存在于植物组织内部,是植物微生态系统的重要组成部分。为了解华重楼根茎内生细菌的群落组成和其潜在的生物学功能,采用高通量16S rRNA测序技术分析了2 年生华重楼根茎内生细菌群落多样性,并通过PICRUSt分析,评价了其内生细菌的潜在功能。结果表明,5个华重楼根茎共获得112 267条16S rRNA V3-V4区高质量序列片段,内生细菌群落的α-多样性Chao1指数、Observed species指数、PD whole tree指数和Shannon指数的平均值分别为3417.7、748.0、40.7和8.3;其优势门为厚壁菌门和放线菌门,优势变形菌纲为γ-变形菌纲和α-变形菌纲,优势菌属为Dubosiella(占比为5.61%)。16S rRNA功能预测结果显示,华重楼根茎内生细菌功能主要涉及膜运输、能量代谢、碳水化合物代谢、氨基酸代谢和辅酶因子、维生素代谢等。华重楼根茎内生细菌群落多样性丰富,具有大量代谢相关的有益菌。     

外源共生基因对紫云英根瘤菌共生效率的影响

 将豌豆根瘤菌共生质粒pJB5JI、含紫云英根瘤菌共生基因的重组质粒pRaZ15及含苜蓿根瘤菌共生基因的重组质粒pRmSL26导入紫云英根瘤菌野生型菌株7653R，然后对3种转移接合子的共生固氮效率进行了比较全面的测定。结果表明：转移接合子7653R（pJB5JI）的共生固氮能力较出发菌株7653R大幅度提高，而且表现出较高的竞争结瘤能力，转移接合子7653R（pRmSL26）在固氮酶活性、植物干重及结瘤数方面亦显著高于对照菌株7653R；转移接合子7653R（pRaZ15）虽然在固氮酶活性及植物干重方面没有发现显著性差异，但结瘤数显著减少。     

R－prime质粒pMN53在不同根瘤菌中的稳定性

ｐＭＮ５３是以ｐＭＮ２为载体克隆有菜豆根瘤菌（Ｒｈｉｚｏｂｉｕｍｌｅｇｕｍｉｌｏｓａｒｕｍｂｖ．ｐｈａｓｅｏｌｉ）共生基因的Ｒ－ｐｒｉｍｅ质粒，将ｐＭＮ５３接合转移到快生型大豆根瘤菌（Ｒｈｉｚｏｂｉｕｍｆｒｅｄｉｉ）Ｂ５２，慢生型大豆根瘤菌（Ｂｒａｄｙｒｈｉｚｏｂｉｕｍｊａｐｏｎｉｃｕｍ）２２１０以及紫云英根瘤菌（Ｒｈｉｚｏｂｉｕｍｈｕａｋｕｉｉ）７６５３Ｒ后，分别考察了ｐＭＮ５３在３种转移接合子中的稳定性。结果表明由ｐＭＮ５３携带的卡那霉素抗性（Ｋｍｒ）在３种供试菌株中都能稳定传代，但电泳分析都只能检测到载体质粒ｐＭＮ２，载体上所携带的外源基因脱落。用Ｔｎ５为探针进行的斑点杂交，结果证明转移接合子２２１０Ｐ仍带有转座子Ｔｎ５。     

根瘤菌菌剂研究

以豌豆根瘤茵三叶草生物型(Rhizobium leguminosarum bv.trifolii)TA1和华癸中生根瘤菌(Mesorhizobium huakuii)7653R为供试菌,在测定生长曲线的基础上制备了固体茵剂和浓缩液体菌剂.固体茵剂分别以草炭、蛭石和珍珠岩为载体,比较测定了3种茵剂在室温条件下的保存情况.结果表明在武汉3～9月测定时间内,3种茵剂中以草炭菌剂保存效果最好,成活茵数最多,珍珠岩茵剂次之,蛭石菌剂稍差.同时还比较了保存温度、抑菌剂和保护剂等因素对浓缩液体菌剂根瘤菌存活率的影响,筛选并确定了抑茵剂和保护剂的应用浓度.     

华癸中生根瘤菌共生基因exo56的克隆和功能初步分析

利用Tn5-sacB转座子随机插入突变的方法,从Mesorhizobium huakuii 7653R的400个突变株中筛选获得1个共生缺失突变株HK56.使用热不对称交错PCR(TAIL-PCR)的方法从M.huakuii 7653R中克隆了exo56序列.exo56全长969 bp,编码322个氨基酸,其编码产物Exo56与糖基转移酶2个家族的成员有很高的相似性,糖基转移酶为胞外多糖合成所必需.盆栽结果表明,ezc56基因突变株只能形成少量的不固氮根瘤.     

紫云英根瘤菌7653R基因文库的5个互补结瘤菌株的重组质粒分析

对紫云英根瘤菌７６５３Ｒ基因文库的５个重组质粒，即ｐＮＲ１０２，ｐＮＲ１０３，ｐＮＲ１０８、ｐＮＲ２０３，ｐＮＲ２１３进行各种内切酶的酶切分析。结果证实它们均含有１．７ｋｂ的ＥｃｏＲⅠ－ＢｇｌⅡ双酶切片段和１．９ｋｂ的ＥｃｏＲⅠ－ＳａｃⅠ双酶切片段，而ｐＮＲ２１３的外源片段最大，包含有其余质粒所具有的各种片段。以ｐＮＲ１０８的外源片段作探针，进行ＤＩＧ杂交，发现探针与其余４个重组质粒的外源片段有强     

外源共生质粒pJB5JI导入紫云英根瘤菌（Rhizobium huakuii）中的稳定性

将碗豆根瘤菌共生质粒ｐＪＢ５ＪＩ导入紫云英根瘤菌７６５３Ｒ及其消除了共生质粒的突变株７６５３Ｒ＋１。两种类型转移接合子在人工合成培养基上繁殖时，ｐＪＢ５ＪＩ能稳定存在，但从它们在碗豆或紫云英上所结根瘤的分离物中，只有部分检测到ｐＪＢ５ＪＩ。以转座子Ｔｎ５及首蓿根瘤菌ｎｏｄ基因为探针，对未检测到ｐＪＢ５ＪＩ质粒的根瘤分离物７６５３ＲＡ９及７６５３Ｒ＋１Ｐａ，进行ＤＮＡ同源性分析，结果表明ｐＪＢ５ＪＩ质粒并没有全部丢失，很可能全部或部分整合到了受体紫云英根瘤菌的染色体中。     

华癸中生根瘤菌(Mesorhizobium huakuii)研究进展

综述了华癸中生根瘤菌(Mesorhizobium huakuii)遗传多样性、质粒多样性、质粒的功能、结瘤因子、结瘤基因、胞外多糖等方面的研究进展。这类菌只能在紫云英上结瘤,1997年并入Mesorhizobium。选取大量菌株进行REP-PCR、16S和23S rDNAPCR-RFLP等分析,揭示其分为16种16S rDNA基因型。选用不同16S rDNA基因型的部分代表菌株进行部分16S rDNA测序。能够在紫云英上结瘤的根瘤菌可以分为2个类群。表明这类菌具有遗传多样性,存在不同的种。它们多数含共生质粒,共生质粒定位于最大或次大质粒上,质粒数1~5个不等,其分子量范围在53~906 kb之间。质粒缺失菌株表现为不结瘤(Nod-)和结瘤而不固氮(Nod ,Nif-)。某些质粒缺失还影响LPS合成、抗酸性、竞争结瘤能力。其结瘤因子能诱导紫云英根毛变形,它们的结瘤因子结构类似于苜蓿根瘤菌的结瘤因子。它们的结瘤基因具独特性,nodA与nodBC分隔一定距离,且具有保守性。它们产生的胞外多糖在侵染结瘤过程中发挥重要作用。     

参与紫云英共生固氮的1个上调表达结瘤素基因AsB6的分离与鉴定

基于接种华癸中慢生根瘤菌(Mesorhizobiumhuakuii)7653R的紫云英(Astragalus sinicusL.)感染根与未接种对照根在转录水平上的差异,利用抑制差减杂交技术(suppression subtractive hybridization,SSH),建立了紫云英结瘤固氮过程中的差异表达cDNA文库,共获得527个有效克隆,其中增强或特异性表达的上调文库中包含341个克隆,抑制表达的下调文库包含186个克隆。对其中的1个上调表达cDNA克隆AsB6利用RACE(rapid amplification of cDNAends)方法获得了其基因全长序列,利用BLAST在线软件和GenBank,Gen-Bank EST和Tigr Porcine EST等数据库进行同源序列比较,表明AsB6与苜蓿的β-酮酯酰合成酶及依赖于SAM(S-adenosgl methiomine,S-腺苷蛋氨酸)的羧甲基转移酶具有66%的同源性,同时利用实时荧光定量PCR研究了该基因的时空表达特征。结果显示,接种根瘤菌7653R后,在紫云英感染根和根瘤中该基因的表达量显著增强,且在接种后根瘤形成早期和固氮中晚期表达...     

华癸中慢生根瘤菌7653R SraG sRNA的共生固氮功能

基于前期对华癸中慢生根瘤菌(Mesorhizobium huakuii)7653RsRNA(small non-coding RNA,sRNA)的生物信息学预测,经Northern blot验证获得SraGsRNA。本研究采用RACE与转录组高通量深度测序确定了SraG全长,并分别利用RNAfold软件和TargetRNA软件预测了SraG二级结构和靶位点,进而构建了M.huakuii 7653R的SraG插入失活突变体(M.huakuii SraGmut),并对突变体接种紫云英的共生表型进行了检测。盆栽试验结果表明,与野生型菌株M.huakuii 7653R相比,接种突变株M.huakuii SraGmut的固氮能力显著下降,突变株固氮酶活性下降约40%,植株鲜质量和根瘤数目也显著降低。结果表明,SraG的功能与M.huakuii 7653R的共生固氮过程相关,作为sRNA可能参与根瘤菌的共生固氮调控过程。