成都平原四種豆科植物根瘤菌遺傳多樣性及系統(tǒng)發(fā)育研究.pdf

1、根瘤菌-豆科植物固氮體系的共生固氮量約占生物固氮總量的65％，是生物固氮中固氮量最多、效率最高的體系，開展根瘤菌菌種資源調(diào)查、遺傳多樣性及結(jié)瘤機制等研究對更好地了解該共生體系具有重要意義。成都平原肥沃土壤和適宜的氣候為大豆、豌豆、蠶豆等植物提供了良好的生長環(huán)境和條件。那么，多種豆科植物長期輪作、套作會對土壤中根瘤菌的類群分布產(chǎn)生怎樣的影響。
　　本研究從成都平原采集豌豆根瘤及其栽培土壤，并通過捕捉試驗獲得了與蠶豆、苜蓿和大豆結(jié)瘤的

2、根瘤菌，采用BOXAIR-PCR、16S rDNA PCR-RFLP、16S rDNA序列、持家基因序列和共生基因序列分析等方法對獲得的供試菌株進行研究分析，獲得了以下結(jié)果:
　　(1)研究區(qū)域內(nèi)的土壤中廣泛存在著能夠與豌豆、蠶豆、苜蓿和大豆等豆科植物共生結(jié)瘤的根瘤菌種群。
　　(2) BOXAIR-PCR指紋圖譜將豌豆根瘤分離所得105株菌株分為6類，其中遺傳群Ⅱ包含的菌株最多為54株，16S rDNA PCR-RFLP分

3、析則將供試菌株分為11種16S rDNA遺傳圖譜類型，兩種分析方法的結(jié)果顯示出一定相似性。在此基礎(chǔ)上選擇38株代表菌株采用16S rDNA序列分析，結(jié)果表明代表菌株在系統(tǒng)發(fā)育上分別屬于R.leguminosarum的三種生物型。
　　(3)16S rDNA序列和持家基因（atpD和glnⅡ）序列分析結(jié)果表明，研究區(qū)域土壤中能夠與豌豆、蠶豆、苜蓿和大豆結(jié)瘤的根瘤菌在系統(tǒng)發(fā)育上分別屬于R.leguminosarum、S.melilot

4、i、S.fredii、B.betae、B.japonicum、B.liaoningense和B.elkanii，再次證實了研究區(qū)域土壤中存在著豐富的根瘤菌種群。
　　(4)共生基因(nodC和nifH)序列與將16S rDNA序列、持家基因序列對照分析，結(jié)果顯示研究區(qū)域內(nèi)根瘤菌種間共生基因橫向轉(zhuǎn)移現(xiàn)象普遍存在，如苜蓿根瘤分離所得菌株的16S rDNA、持家基因序列分析顯示所有供試菌株在系統(tǒng)發(fā)育地位上屬于S.meliloti，而共生

5、基因序列分析的結(jié)果卻是所有供試菌株與S.kummerowiae系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系最接近，該結(jié)果表明S.kummerowiae的部分共生基因可能在長期的遺傳進化過程中出現(xiàn)了轉(zhuǎn)移向S.meliloti的現(xiàn)象。同樣的結(jié)果還出現(xiàn)在對大豆和蠶豆根瘤分離所得菌株的分析中。
　　(5)根瘤菌遺傳型的地理分布與土壤理化性質(zhì)等環(huán)境因素存在相關(guān)性。豌豆根瘤分離所得菌株的BOX-RCR分析結(jié)果顯示不同遺傳圖譜類型的根瘤菌在區(qū)域內(nèi)的分布特征，與不同理化性質(zhì)類群