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豆科树种根瘤和根瘤菌遗传多样性的研究

李东  
【摘要】:多年来,豆科植物共生固氮研究多偏重于豆科作物、绿肥和牧草等,而对豆科树种研究起步较晚,直到二十世纪八十年代,固氮树种才引起人们更多的注意。开始着手于结瘤豆科树种调查和根瘤菌资源收集。 根瘤菌侵入豆科植物形成共生根瘤才具有固氮能力。本文重点研究豆科树种根瘤的形态、结构和发育,同时对豆科树种根瘤菌遗传多样性及分类地位进行研究探讨。 一、通过对刺槐根瘤发育过程中不同时期外部形态和结构的变化观察,在一级侧根上最先现瘤,逐渐向下延伸,呈现由上向下结瘤趋势。幼龄根瘤仅有一团分生组织,尔后分化形成根瘤原基,再发育为具有表皮、皮层、维管束和含菌细胞区完整的根瘤结构。发现根瘤细胞被根瘤菌侵染并充满多倍体细胞。顶端分生组织的数目与根瘤外部形态发育密切相关,单生根瘤仅含有一个顶端分生组织,’复生根瘤则有数个。 二、通过对8种豆科树种根瘤的形态与结构研究,发现不同豆科树种的根瘤形态、大小、颜色各不相同,其结构与草本豆科植物类似,有皮层、维管束、含菌细胞区,也分为有限型根瘤和无限型根瘤二种类型。根瘤的结构类型与根瘤形状大小有一定的相关性。 三、通过对53个豆科树种根瘤菌多态性的PCR-RFLP分析,豆科树种根瘤菌存在遗传多样性。但菌株的寄主和来源没有明显的相关性。与前人的研究对照在形态、生理生化特征和抗逆性等方面的研究有很大的相关性,但是不完全吻合。说明有着共同起源的菌株经过进化和环境的影响,其表型特征为了适应环境的变化而发生了相应的改变。 四、通过对豆科树种根瘤菌株16S rDNA全序列分析,对其进行了系统进化树研究,取得一些研究结果,确定了大部分菌株的分类地位,为豆科树种根瘤菌研究提供理论依据,为开发和合理利用豆科树种根瘤菌种质资源奠定基础。


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