陜西省太白尾礦廢棄地重金屬抗性根瘤菌的特性及其遺傳多樣性研究.pdf

1、從陜西太白金礦尾礦廢棄地收集廣布野豌豆、天藍(lán)苜蓿、歪頭菜、截葉鐵掃帚、馬棘、金翼黃芪、杭子梢、葛藤等7個(gè)屬8種豆科植物根瘤，分離純化得到108株根瘤菌，從中篩選具有重金屬抗性的優(yōu)良根瘤菌菌株，并對(duì)其中55株根瘤菌進(jìn)行遺傳多樣性及系統(tǒng)發(fā)育地位研究。本論文是國(guó)內(nèi)首次對(duì)西北干旱半干旱地區(qū)礦區(qū)根瘤菌遺傳多樣性及其重金屬抗性特性的研究。 通過(guò)重金屬抗性篩選實(shí)驗(yàn)，篩選得到一株抗性優(yōu)良、生長(zhǎng)勢(shì)較好的根瘤菌菌株RS33-2，并進(jìn)行該菌在不同pH

2、培養(yǎng)條件下的生長(zhǎng)曲線測(cè)定、不同重金屬元素不同濃度的菌體生長(zhǎng)抑制實(shí)驗(yàn)、菌體對(duì)重金屬離子吸附量、抗性基因擴(kuò)增和生理生化特性、系統(tǒng)發(fā)育地位等方面的研究。 不同pH培養(yǎng)條件下的生長(zhǎng)曲線表明：隨著pH降低，菌體生長(zhǎng)量降低，pH介于6.5-7.0時(shí)菌體的生長(zhǎng)勢(shì)最好。不同重金屬元素不同濃度的菌體生長(zhǎng)抑制結(jié)果顯示：四種重金屬對(duì)菌體生長(zhǎng)抑制能力順序?yàn)椋篊d<'2+>>Cu<'2+>->pb<'2+>>Zn<'2+>，隨著重金屬離子濃度的升高，菌體

3、生長(zhǎng)量隨之降低，在高濃度重金屬離子下菌體在開(kāi)始生長(zhǎng)階段呈現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)現(xiàn)象。菌體對(duì)不同重金屬元素離子的吸附表明：RS33-2對(duì)重金屬的吸附量大小順序?yàn)椋篫n<'2+>>Cd<'2+>>pb<'2+>>cu<'2+>，細(xì)胞內(nèi)對(duì)重金屬的吸附比細(xì)胞壁的吸附大，菌體對(duì)重金屬最大吸附量隨元素種類，處理時(shí)間的不同而不同。 擴(kuò)增重金屬抗性基因的部分序列結(jié)果表明RS33-2菌株存在抗銅的基因cop A，測(cè)序并進(jìn)行比對(duì)發(fā)現(xiàn)其相似性與Caulobacte

4、r crescentus CB15(NP419780)最高，為69.6％；系統(tǒng)發(fā)育地位研究表明RS33-2與土壤桿菌屬Agrobacterium的親緣關(guān)系較近，相似性為98.8～94.4％，其中與Ag.tumefaciens LMG196相似性最高，為98.8％。 對(duì)寄主植物分別為天藍(lán)苜蓿、歪頭菜、截葉鐵掃帚、廣布野豌豆、葛藤、杭子梢的55株根瘤菌進(jìn)行16S rDNA PCR-RFLP、23S rDNA PCR-RFLP、IGS

5、 PCR-RFLP的遺傳多樣性分析及16S rDNA全序列系統(tǒng)發(fā)育地位研究。16S rDNA PCR-RFLP結(jié)果顯示所有菌株在70％的相似性水平聚到一起，根據(jù)寄主植物關(guān)系將所有菌株分成3個(gè)遺傳群。23S rDNA PCR-RFLP結(jié)果顯示所有菌株在74％相似性水平上聚到一起，IGS PCR-RFLP分析表明所有菌株在66％相似性水平聚到一起。16S rDNA PCR-RFLP與23S rDNA PCR-RFLP結(jié)果具有較好的一致性。P

6、CR-RFLP分析結(jié)果顯示：分離白天藍(lán)苜蓿的根瘤菌遺傳差異性較少，分離自截葉鐵掃帚的根瘤菌表現(xiàn)出豐富的遺傳多樣性。 在16S rDNA PCR-RFLP分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，選取有代表性的菌株進(jìn)行16S rDNA全序列測(cè)定。系統(tǒng)發(fā)育地位分析結(jié)果顯示：分離自天藍(lán)苜蓿的根瘤菌TB50-1和TB99-2屬于中華根瘤菌Sinorhizobium屬，與S.melilotiLMG6133的關(guān)系較近，相似性最高，分別為99.8％和99.4％；分離