遼寧省錦雞兒根瘤菌多相分類及系統(tǒng)發(fā)育研究.pdf

1、錦雞兒屬(Caragana spp.)植物隸屬于豆科植物蝶形花亞科，大部分具有較強(qiáng)的抗逆能力，許多科研工作者十分看好它潛在的開(kāi)發(fā)價(jià)值，認(rèn)為其可在防風(fēng)固沙、公路綠化中發(fā)揮重要作用。作為一種豆科植物，與其共生的根瘤菌在錦雞兒的生長(zhǎng)過(guò)程發(fā)揮了重要貢獻(xiàn)，但目前國(guó)內(nèi)外在錦雞兒根瘤菌方面的研究較少，尚未見(jiàn)到在中國(guó)東北地區(qū)有關(guān)這方面的報(bào)道。本研究為東北地區(qū)首次對(duì)錦雞兒屬植物根瘤菌情況進(jìn)行種類資源調(diào)查，從遼寧省8個(gè)不同地區(qū)的采集到錦雞兒屬植物的根瘤，經(jīng)

2、分離純化回接后通過(guò)多相分類技術(shù)對(duì)其進(jìn)行了系統(tǒng)研究，旨在揭示遼寧省與錦雞兒共生的根瘤菌的多樣性，確定它們的發(fā)育分地位，其在遼寧范圍內(nèi)的區(qū)域分布情況，從中篩選抗逆性較強(qiáng)的菌株，為錦雞兒在荒漠地區(qū)開(kāi)展廣泛種植提供優(yōu)良菌株。本論文主要研究?jī)?nèi)容及進(jìn)展如下: 1.在遼寧省的朝陽(yáng)建平、朝陽(yáng)北票、阜新馮家、阜新章古風(fēng)沙所、鐵嶺柴河、鐵嶺靠山、營(yíng)口大石橋和營(yíng)口蓋縣等8個(gè)地區(qū)，分別采到來(lái)自小葉錦雞兒、中間錦雞兒、錦雞兒和樹(shù)錦雞兒等4種寄主的根瘤，經(jīng)

3、分離純化得到112株待測(cè)菌，經(jīng)回接小葉錦雞兒后全部結(jié)瘤，表明均為根瘤菌。 2.在屬水平分類及其系統(tǒng)發(fā)育定位當(dāng)中，本研究采用了16S rDNA PCR-RFLP及16S rDNA全序列分析的方法，結(jié)果表明供試112株菌中1株位于Rhizobium屬分支；2株位于Burkholderia屬分支；其余109株菌位于Mesorhizobium屬分支當(dāng)中。 3.在上述分屬的基礎(chǔ)上，將參比選擇范圍集中到了.Mesorhizobium

4、屬，選擇參比共8個(gè)菌株。本研究種水平的分類重點(diǎn)采用了全細(xì)胞可溶性蛋白電泳SDS-PAGE技術(shù)。供試112株菌在91.5％的相似水平上劃分為14個(gè)種群。其中Rhizobium屬包含有1個(gè)種群；Burkholderia屬包含2個(gè)種群；Mesorhizobium屬包含有11個(gè)種群。 4.對(duì)各種群的頻度及豐富度分析結(jié)果表明，Mesorhizobium sp.Ⅲ(蛋白類型為PPl4)為遼寧省與錦雞兒屬植物共生的優(yōu)勢(shì)根瘤菌種群，它在遼寧省出

5、現(xiàn)的頻度達(dá)到了0.88(在8個(gè)采集地中有7個(gè)地方有其分布)，豐富度也最高，達(dá)38％。同時(shí)該種群代表菌株CCBAu 11299的16S rDNA全序列分析表明其與已知種群.Mesorhizobiumtianshanense的親緣關(guān)系較近，其為一個(gè)新的種群還是隸屬于已知種群需進(jìn)一步做DNA同源性分析來(lái)驗(yàn)證。 5.在菌株水平的遺傳多樣性研究中采用了BOX-PCR的方法，研究結(jié)果表明供試菌株存在較高的遺傳多樣性。112株菌在80％相似性

6、水平可分為44種BOX類群。 6.在數(shù)值分類研究中對(duì)50株供試菌株及5株參比菌株進(jìn)行了營(yíng)養(yǎng)利用、抗生素抗性、耐逆性和酶活性測(cè)定等136項(xiàng)生理生化和抗性試驗(yàn)，在獲得供試菌株表型性狀信息的同時(shí)還發(fā)現(xiàn)了一批抗逆性強(qiáng)的菌株。有12株菌pH適應(yīng)范圍較廣，在pH4～10均可生長(zhǎng)；有9株菌可耐高鹽，在含4％NaCl的YMA培養(yǎng)基上仍能生長(zhǎng)。此外，還有一大批菌株對(duì)高濃度的抗生素表現(xiàn)為極強(qiáng)的耐受性。數(shù)值分類聚群分析為我們進(jìn)一步確定供試菌株的分類地

7、位提供了參考價(jià)值，同時(shí)通過(guò)數(shù)值分類聚群分析，我們發(fā)現(xiàn)地域來(lái)源相同或相近的菌株趨向于聚在一起。 綜合以上多相分類及系統(tǒng)發(fā)育的研究結(jié)果，分析表明分離自遼寧的112個(gè)菌株具有較大的多樣性，共分為3群14種，分別位于.Rhizobium(1個(gè)種)、Burkholderia(2個(gè)種)、Mesorhizobium(11個(gè)種)。Mesorhizobium sp.Ⅲ為遼寧省的優(yōu)勢(shì)種群。研究共獲得高效抗逆菌株9株，其中4株來(lái)自阜新馮家，2株來(lái)自朝