根瘤菌-豆科植物共生多样性与地理环境的关系

 根瘤菌与豆科植物形成的根瘤或茎瘤固氮共生体系在农、林、牧业的可持续发展中具有重要作用。 10 0多年前 ,在根瘤菌研究的起始阶段 ,人们提出的“宿主专一性”及“互接种族”2个概念一直流传至今。 2 0世纪 4 0年代 ,有学者根据实验室内豆科植物的交叉结瘤结果否定过“互接种族”的观念 ,70～ 80年代又发现某些根瘤菌在实验室条件下有广谱共生现象。但根瘤菌与豆科植物共生体与地理环境的关系却很少被涉及过。本文在对大量根瘤菌进行分类研究的基础上 ,结合宿主植物及其区域地理环境的综合分析 ,揭示出根瘤菌与豆科植物     

陕西豆科植物根瘤菌资源调查

在陕西关中、陕北地区,共采集到28属59种豆科植物根瘤样品930份,分离到710株根瘤菌,其中新发现地八角(Astragalus bhotanensis Baker)、硬毛棘豆(Oxytropis hirta Bunge)、塔落岩黄耆(Hedysarum fruticosum Pall)、毛掌锦鸡儿(Caragana leveillei kom)等10种豆科植物能够结瘤.在对豆科植物的结瘤特性比较研究后发现,豆科植物根瘤大小、数量、形状、颜色、着生部位除与寄主植物种有关系外,还与其所处的生态环境有很大的关系.该调查为根瘤菌在农业生产及生态环境建设中的应用提供宝贵的种质资源.     

河南省豆科植物根瘤菌表型多样性研究

在河南省根瘤菌资源调查的基础上 ,选取 2 9株快生根瘤菌和 34株参比菌株 ,进行了 10 2项表型性状测定和聚类分析。结果表明 :不同地理来源、甚至同一地理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大的多样性。有 7株菌对链霉素、青霉素和白霉素有较强的耐受性 ;有 2 3株和 2 5株菌可分别耐受 2 .0 g/ L的香酚兰和中性红 ;有 2株菌可在含 5 0 g/ L Na Cl的 YMA培养基上生长 ;有 6株菌在 p H值 11条件下能够生长。在 84 %的相似性水平上未知菌株构成了 2个独立的表观群 ,其中 Cluster 1有 7株菌 ,中心菌株为 H 0 38;Cluster 2有 3株菌 ,中心菌株为 H0 2 6。     

河北地区花生根瘤菌的系统发育多样性研究

 【目的】了解中国北方地区花生根瘤菌的多样性状况。【方法】采用16S rDNA PCR-RFLP、16S～23S IGS PCR-RFLP和16S rRNA基因的序列分析方法对分离自河北地区的58株花生根瘤菌以及Rhizobium、Agrobacterium、Sinorhizobium、Mesorhizobium和Bradyrhizobium的参比菌株进行系统发育多样性比较分析。【结果】16S rDNA PCR-RFLP方法在细菌属水平上聚群良好；而16S～23S IGS PCR-RFLP则适于属和种水平上的聚群。3种方法在系统发育上得到基本一致的结果。其中有38株花生根瘤菌是与Bradyrhizobium关系密切的慢生菌株，并且与B. japonicum和B. liaoningense的关系最为接近，与有关中国西南地区和华中地区花生根瘤菌的报道结果相似。然而供试菌株中还存在6株快生和10株中慢生花生根瘤菌，其中快生菌在系统发育关系上接近R. yanglingense、R. mongolense和R. gallicum。【结论】河北地区的花生根瘤菌具有更大的多样性。     

河地区花生根瘤菌的系统发育多样性研究

[目的]了解中国北方地区花生根瘤菌的多样性状况.[方法]采用16S rDNA PCR-RFLP、16S～23S IGS PCR-RFLP和16S rRNA基因的序列分析方法对分离自河北地区的58株花生根瘤菌以及Rhizobium、Agrobacterium、Sinorhizobium、Mesorhizobium和Bradyrhizobium的参比菌株进行系统发育多样性比较分析.[结果]16S rDNA PCR-RFLP方法在细菌属水平上聚群良好;而16S～23S IGS PCR-RFLP则适于属和种水平上的聚群.3种方法在系统发育上得到基本一致的结果.其中有38株花生根瘤菌是与Bradyrhizobium关系密切的慢生菌株,并且与B. japonicum和B. liaoningense的关系最为接近,与有关中国西南地区和华中地区花生根瘤菌的报道结果相似.然而供试菌株中还存在6株快生和10株中慢生花生根瘤菌,其中快生菌在系统发育关系上接近R. yanglingense、R. mongolense和R. gallicum.[结论]河北地区的花生根瘤菌具有更大的多样性.     

豆科植物-根瘤菌识别的分子机制及其共生多样性与生态环境的关系

豆科植物—根瘤菌的相互识别属亲和性(阴性)识别系统,吸附的专化性取决于分子识别,参与分子识别的物质包括豆科植物凝集素、类黄酮和根瘤菌表面的胞外多糖、荚膜多糖及脂多糖。介绍了这些识别子的研究进展及豆科植物—根瘤菌相互识别的分子机制,并揭示豆科植物—根瘤菌共生多样性与生态环境的关系。     

甘肃省部分地区豆科植物根瘤菌资源调查

对甘肃庆阳、平凉、白银、兰州、临夏、定西、天水、甘南和陇南等地区的豆科植物及其共生根瘤菌资源进行了调查,共采集到豆科植物根瘤标本800多份,分别属于34属82种及变种,分离得到根瘤菌790余株;采集的根瘤形状以球形、棒形和掌形为主,部分呈现珊瑚形;根瘤颜色以土黄色、白色、浅褐色和粉红色为主,部分为红色或深褐色。研究发现,根瘤着生部位与寄主基因型有很大关系,调查的豆科植物中92．6％的根瘤着生在侧根上, 其余着生在主根或主侧根上;属内种间根瘤的形状、大小、颜色和着生部位相似,但是不同属间根瘤的形状、颜色、大小和着生部位存在明显差异;根瘤菌的分布与外界因素有密切联系,海拔、土壤水分和土壤肥力均会影响根瘤的分布和数量。在甘肃省大部分地区,豆科植物及其伴生植物在分布上也表现出一定的规律性,光线好、水分多的区域及阳坡、水渠边和路边均有大量豆科植物分布,伴生植物种类单一,以禾本科和菊科植物居多,但数量较少;同时发现,在调查地区,豆科植物被广泛用于防止水土流失和防止土壤沙漠化。     

河南商丘地区豆科植物根瘤菌资源多样性调查

通过对河南省商丘地区豆科植物根瘤菌资源调查,共采集到根瘤样品228份,包括野生和栽培豆科植物23属31种,采集的根瘤94％着生在侧根或须根上,根瘤的形状主要有球状、棒状、掌状,少数珊瑚状、三棱状、不规则状;颜色多为土黄色、粉色,少数呈白色、绿色、棕色.调查研究发现,豆科植物与根瘤菌共生结瘤及根瘤特征,除了与寄主植物的遗传特性、发育时期有关外,还与其所处的生态环境(水分、土壤结构、土壤pH值等)有密切的关系.抗逆性试验结果表明,根瘤菌对NaCl、pH值及重金属Hg2+、Cu2、Pb2+等具有较强的抗逆性,这与豆科植物生长的地理环境有直接的关系.     

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。