成都平原四種豆科植物根瘤菌遺傳多樣性及系統(tǒng)發(fā)育研究.pdf

1、根瘤菌-豆科植物固氮體系的共生固氮量約占生物固氮總量的65％，是生物固氮中固氮量最多、效率最高的體系，開(kāi)展根瘤菌菌種資源調(diào)查、遺傳多樣性及結(jié)瘤機(jī)制等研究對(duì)更好地了解該共生體系具有重要意義。成都平原肥沃土壤和適宜的氣候?yàn)榇蠖?、豌豆、蠶豆等植物提供了良好的生長(zhǎng)環(huán)境和條件。那么，多種豆科植物長(zhǎng)期輪作、套作會(huì)對(duì)土壤中根瘤菌的類(lèi)群分布產(chǎn)生怎樣的影響。
　　本研究從成都平原采集豌豆根瘤及其栽培土壤，并通過(guò)捕捉試驗(yàn)獲得了與蠶豆、苜蓿和大豆結(jié)瘤的

2、根瘤菌，采用BOXAIR-PCR、16S rDNA PCR-RFLP、16S rDNA序列、持家基因序列和共生基因序列分析等方法對(duì)獲得的供試菌株進(jìn)行研究分析，獲得了以下結(jié)果:
　　(1)研究區(qū)域內(nèi)的土壤中廣泛存在著能夠與豌豆、蠶豆、苜蓿和大豆等豆科植物共生結(jié)瘤的根瘤菌種群。
　　(2) BOXAIR-PCR指紋圖譜將豌豆根瘤分離所得105株菌株分為6類(lèi)，其中遺傳群Ⅱ包含的菌株最多為54株，16S rDNA PCR-RFLP分

3、析則將供試菌株分為11種16S rDNA遺傳圖譜類(lèi)型，兩種分析方法的結(jié)果顯示出一定相似性。在此基礎(chǔ)上選擇38株代表菌株采用16S rDNA序列分析，結(jié)果表明代表菌株在系統(tǒng)發(fā)育上分別屬于R.leguminosarum的三種生物型。
　　(3)16S rDNA序列和持家基因（atpD和glnⅡ）序列分析結(jié)果表明，研究區(qū)域土壤中能夠與豌豆、蠶豆、苜蓿和大豆結(jié)瘤的根瘤菌在系統(tǒng)發(fā)育上分別屬于R.leguminosarum、S.melilot

4、i、S.fredii、B.betae、B.japonicum、B.liaoningense和B.elkanii，再次證實(shí)了研究區(qū)域土壤中存在著豐富的根瘤菌種群。
　　(4)共生基因(nodC和nifH)序列與將16S rDNA序列、持家基因序列對(duì)照分析，結(jié)果顯示研究區(qū)域內(nèi)根瘤菌種間共生基因橫向轉(zhuǎn)移現(xiàn)象普遍存在，如苜蓿根瘤分離所得菌株的16S rDNA、持家基因序列分析顯示所有供試菌株在系統(tǒng)發(fā)育地位上屬于S.meliloti，而共生

5、基因序列分析的結(jié)果卻是所有供試菌株與S.kummerowiae系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系最接近，該結(jié)果表明S.kummerowiae的部分共生基因可能在長(zhǎng)期的遺傳進(jìn)化過(guò)程中出現(xiàn)了轉(zhuǎn)移向S.meliloti的現(xiàn)象。同樣的結(jié)果還出現(xiàn)在對(duì)大豆和蠶豆根瘤分離所得菌株的分析中。
　　(5)根瘤菌遺傳型的地理分布與土壤理化性質(zhì)等環(huán)境因素存在相關(guān)性。豌豆根瘤分離所得菌株的BOX-RCR分析結(jié)果顯示不同遺傳圖譜類(lèi)型的根瘤菌在區(qū)域內(nèi)的分布特征，與不同理化性質(zhì)類(lèi)群