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。     

中慢生华癸根瘤菌nodD-突变株的筛选及其对紫云英的促生作用

通过二亲接合的方式,将含有sacB基因和nodD基因部分片段的质粒与中慢生华癸根瘤菌Mesorhizobium huakuii)93(Mh93)菌株进行同源重组,在含10％蔗糖的TY平板上成功地筛选到了nodD基因突变株Mh93-27.利用温室盆栽试验研究了紫云英单作及紫云英-小麦间作体系Mh93-27对紫云英的促生作用,结果表明,接种Mh93-27后,紫云英的地上部生物量和全氮含量以及根部生长得到了不同程度的提高,但只有在小麦孕穗期和收获期时,根瘤菌才表现出显著的促生作用.     

发光酶基因标记的华癸根瘤菌JS5A16L在紫云英根圈的定殖动态

在土壤一盒栽、盆栽微宇宙系统（Ｍｉｃｒｏｃｏｓｍ）中和田间条件下，研究了发光酶基因（ｌｕｘＡＢ）标记的华癸根瘤菌ＪＳ５Ａ１６Ｌ在紫云英根圈的定殖动态、分布范围及结瘤情况。在盒栽系统中，ＪＳ５Ａ１６Ｌ的定殖密度在紫云英出苗２天后达到最高水平（７．８８ ｌｐｇ ｃｆｕ／克根）（ｃｆｕ为ｃｏｌｏｎｙ　ｆｏｒｍｉｎｇ　ｕｎｉｔ的缩写），然后开始下降，并保持在一个相对稳定的水平；５８天后又有所回升，且能散布至种子下方２２ｃｍ处的根段部位。盆栽条件下的定殖动态与盒栽系统中的相似，紫云英播种３天后，ＪＳ５Ａ１６Ｌ可达最高定殖水平（６．９２ ｌｏｇ ｃｆｕ／株根系），随后开始缓慢下降，直至３２天时仍维持在一个相对稳定水平。ＪＳ５Ａ１６Ｌ在田间条件的定殖动态则不同，播种后３０天时定殖密度达到最大值（７ ．０３ ｌｏｇ ｃｆｕ／克根），９０天后降到最低值（５． ２４ ｌｏｇ ｃｆｕ／克根），然后又开始上升，１６０天时为７．８７ ｌｏｇ ｃｆｕ／克根，甚至在地上部植株收割后２０天仍可维持在７．８９ ｌｏｇ ｃｆｕ／克根。接种该菌株可显著提高紫云英的生物学产量。     

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。     

华癸中慢生根瘤菌7653R MCHK_8182基因的共生固氮功能

根据华癸中慢生根瘤菌7653R全局转录组分析结果,获得在共生固氮阶段显著上调表达的基因MCHK_8182;设计重叠延伸PCR引物,构建MCHK_8182双交换突变重组质粒载体;通过三亲本杂交,将突变载体导入7653R;在蔗糖压力培养下进行筛选,最终获得MCHK_8182双交换突变株。PCR及测序验证双交换突变株构建成功。植物盆栽试验结果显示,与7653R野生型接种的植株相比,MCHK_8182突变菌株接种的植株根瘤数减少,但固氮酶活未见明显差异。     

紫云英根瘤菌种内不同菌株群体感应信号分子差异性和交互性分析

根瘤菌可以和豆科植物共生固氮,在很多根瘤菌中群体感应系统参与了结瘤固氮等相关生理过程的调节。本研究从野外不同生境紫云英宿主根部瘤体中分离了26株根瘤菌,体外定量检测了各菌株产生自体诱导物(AI)信号分子的能力,以及不同菌株AI激活中慢生华癸根瘤菌Mh菌株AHLs合成酶基因mrh I表达的情况,发现紫云英根瘤菌种内不同菌株间存在群体感应交互性。通过导入外源Att M水解酶观察菌株AI活性的变化,应用薄层层析法定性分析不同菌株的AI结构,初步揭示了不同紫云英根瘤菌产生AI特性的差异和多样性。     

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。     

华癸根瘤菌在非豆科植物根圈定殖能力的研究

本文首镒报道了华癸根瘤菌在水稻,小麦,油菜和棉花４种非豆科作物根圈定的定殖能力。分别通过盆栽试验并采用外源标记基因特异性检测技术进行检测,研究发现华癸根瘤菌不但可以在这４种非豆科植物根圈定殖,而且还能进入根内,其数量可达１０＾３个／ｇ以上。接种华癸根瘤菌对油菜和棉花根系的生长有一定影响,并能显著促进水稻的生长,为扩大华癸根瘤菌的应用范围展示了诱人的前景。     

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。     

多氯联苯污染土壤的紫云英–根瘤菌联合修复效应

选用紫云英(Astragalus sinicus L.)作为宿主植物,通过盆栽试验研究了接种紫云英根瘤菌(Rhizobium huakuii)对多氯联苯污染土壤的修复效应。结果表明,经过100天的修复作用后,单接种根瘤菌、种植紫云英以及紫云英接种根瘤菌处理土壤中多氯联苯的去除率分别为20.5%、23.0%、53.1%,均显著高于对照处理(P<0.01)。而且发现接种根瘤菌显著增加了紫云英根际土壤的微生物生物量碳、氮,明显增强了土壤微生物群落的碳源利用能力,从而改善了微生物群落功能多样性。可见,紫云英–根瘤菌共生体对多氯联苯污染土壤表现出较好的修复潜力。