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若尔盖草原棘豆属植物根瘤菌遗传多样性及系统发育研究

曾树  
【摘要】: 氮素是植物生长最重要的营养元素之一,土壤中氮素的来源主要包括施用化学氮肥和土壤微生物的生物固氮作用,根瘤菌与豆科植物的共生固氮作用是生物固氮中效率最高的体系,豆科植物与根瘤菌共生体系具有固氮能力强、固氮量大、抗逆能力强的优点,研究根瘤菌与豆科植物的共生固氮作用,有利于实现农业、环境和生态可持续利用与发展。 本文采用全细胞蛋白电泳、BOX-AIR PCR、16S rDNA PCR-RFLP、IGSPCR-RFLP、16S rDNA全序列分析等方法对分离自四川若尔盖草原的26株棘豆根瘤菌,进行了遗传多样性和系统发育的研究。 对26株供试的棘豆根瘤菌和参比菌株的全细胞蛋白电泳结果表明:在71%水平上,供试菌株分为7个遗传群,主要与中慢生根瘤菌属参比菌和根瘤菌属参比菌聚在一起。BOXAIR-PCR分析获得了较丰富的扩增带谱,较好地揭示出不同菌株间存在的遗传差异,供试菌株在71%水平上,分为8个遗传群,主要也分布为根瘤菌和中慢生根瘤菌2个属内。 对供试菌株进行的16S rDNA PCR-RFLP、IGS PCR-RFLP分析结果表明:2种方法的分群结果在属水平上比较一致。16S rDNA PCR-RFLP共有19种遗传型,在68%相似性水平处,供试根瘤菌被分为2个系统发育分支,这些菌株在94%相似性水平上进一步分为6个16S rDNA PCR-RFLP遗传群;IGS PCR-RFLP分析中,由于IGS较16S rRNA基因的保守性低些,其结果表现出了更丰富的遗传类型。供试菌在65%的相似水平上所有菌株聚在一起,在80%相似水平上供试菌株分为9个IGS遗传群,供试根瘤菌被分为2个系统发育分支。 在上述实验结果基础上,选取了8株代表菌进行了16S rDNA全序列分析,16SrDNA全序列分析揭示了供试根瘤菌代表菌株的系统发育地位,供试的棘豆属植物根瘤菌在系统发育上分布在根瘤菌(Rhizobium)和中慢生根瘤菌(Mesorhizobium)2分支中。其中,REG320、REG309、REG316、REG305位于Rhizobium分支中,REG314、REG325、REG321和REG301位于Mesorhizobium分支中。


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