四川蠶豆根瘤菌系統(tǒng)發(fā)育研究及高效菌株的初步篩選.pdf

1、豆科植物-根瘤菌共生固氮在可持續(xù)農(nóng)業(yè)中發(fā)揮著重要作用。目前只有很少一部分豆科植物做過其共生體的調(diào)查，對(duì)根瘤菌資源的挖掘仍然是生物固氮研究的重點(diǎn)內(nèi)容之一。本研究采用水培結(jié)瘤試驗(yàn)，16S rDNA和IGS PCR-RFLP分析，多位點(diǎn)持家基因和共生基因序列分析，對(duì)分離自四川三個(gè)地區(qū)（川中丘陵區(qū)，成都平原區(qū)和攀西地區(qū)）的蠶豆根瘤菌進(jìn)行共生固氮能力，遺傳多樣性及系統(tǒng)發(fā)育分類地位研究。
　　從川中丘陵區(qū)21個(gè)市縣區(qū)采集分離得到54個(gè)菌株，水

2、培結(jié)果顯示，與不接種根瘤菌處理(CK)相比，6個(gè)根瘤菌能夠顯著提高植株干重(P≤0.05)，即為初步篩選到的高效菌株。采用16S rDNA、IGS PCR-RFLP和二者的綜合分析(CACAI)檢測(cè)該地區(qū)蠶豆根瘤菌遺傳多樣性，結(jié)果表明，該地區(qū)蠶豆根瘤菌分別獲得了4、31、31種ARDRA，IGS RFLP和CACAI類型，顯示了豐富的遺傳多樣性。16S rDNA和多位點(diǎn)持家基因（atpD、glnⅡ和recA）序列分析表明該地區(qū)蠶豆根瘤菌

3、歸屬于R.anhuiense、R.sophorae、R.mesosinicun、A.tumefaciens及Rhizobium屬潛在新種2個(gè)和Agrobacterium屬潛在新種1個(gè)。其中R.anhuiense是該地區(qū)的優(yōu)勢(shì)種群，R.mesosinicum和R.sophoare是首次分離的蠶豆共生體。共生基因(nodC和nfH)系統(tǒng)發(fā)育指出該地區(qū)蠶豆根瘤菌主要包括2種nodC和nfH基因類型，與R.leguminosarum和R.fab

4、ae的共生基因同源性較高。比較持家基因和共生基因系統(tǒng)分類結(jié)果，該地區(qū)蠶豆根瘤菌經(jīng)歷了持家基因的垂直進(jìn)化和共生基因的水平轉(zhuǎn)移。
　　從成都平原地區(qū)采集分離得到31株蠶豆根瘤菌，其中9株根瘤菌能夠顯著提高植株的干重，即為初步篩選的高效蠶豆根瘤菌。該地區(qū)蠶豆根瘤菌ARDRA類型一致，IGS RFLP存在差異，共獲得13種IGS RFLP類型。16S rDNA系統(tǒng)發(fā)育結(jié)果顯示該地區(qū)蠶豆根瘤菌歸屬于Rhizobium屬，三個(gè)持家基因序列分析

5、結(jié)果可明確該地區(qū)蠶豆根瘤菌分類地位為R.anhuiense和Rhizobium屬潛在新種1個(gè)。對(duì)共生基因序列分析表明，該地區(qū)蠶豆根瘤菌分別包含5、4和3種nifH、nodC和nodD基因類型，顯示了豐富的共生基因多樣性。
　　攀西地區(qū)共分離獲得65株蠶豆根瘤菌，水培回接結(jié)果顯示該地區(qū)蠶豆根瘤菌固氮能力存在較大差異，其中11個(gè)菌株能夠顯著提高植株的干重，即初步篩選到11株高效根瘤菌。65株蠶豆根瘤菌分別獲得了9、25和26種ARDR

6、A、IGS RFLP及CACAI類型，表明攀西地區(qū)蠶豆根瘤菌具有豐富的遺傳多樣性。16S rDNA系統(tǒng)發(fā)育分析將供試的19個(gè)代表菌株劃分為與Rhizobium和Agrobacterium相關(guān)的6個(gè)組群。多位點(diǎn)持家基因序列分析進(jìn)一步將這兩個(gè)屬的菌株劃分為了9個(gè)不同的種，包括R.anhuiense、R.fabae、R.sophorae、R.vallis、A.tumefaciens及Rhizobium屬和Agrobacterium屬的可能新種

7、4個(gè)，顯示出該地區(qū)豐富的蠶豆根瘤菌種資源，其中R.anhuiense是該地區(qū)的優(yōu)勢(shì)種群，R.sophorae和R.vallis為首次從蠶豆根瘤中分離得到的菌種。該地區(qū)蠶豆根瘤菌包含4種nifH和3種nodC基因型，其中可能包含蠶豆共生體的新共生基因類型。比較持家基因和共生基因分類地位表明該地區(qū)蠶豆根瘤菌經(jīng)歷了共生基因的水平轉(zhuǎn)移和重組。
　　綜上，四川地區(qū)蠶豆根瘤菌遺傳多樣性豐富，包含R.anhuiense、R.sophorae、R