新根瘤菌属模式菌株全基因组序列比较分析

新根瘤菌属(Neorhizobium)隶属于根瘤菌科(Rhizobiaceae),目前有效发布了8个种。为了探究该属下不同模式菌株的全基因组分子机理和遗传特征,本文采用Prodigal等软件对这8个模式菌株的全基因组序列进行基因预测、功能注释和系统发育分析,并在此基础上进行了基因组比较分析。基因组预测结果显示,这8个模式菌株的CDS(Coding Sequences)数量为4471~6669个,GC含量在60.0%至61.6%之间,rRNA数量为3至9个,tRNA数量为43至51个。通过比较基因组分析发现,所有菌株共享的直系同源基因簇有2563个,独立拥有的基因簇数量少。通过平均核苷酸一致性(ANI)、数字DNA-DNA杂交(dDDH)和系统发育树的分析,发现菌株CCBAU 05176^(T)和菌株T17_20^(T)具有最高的同源性,而菌株T786^(T)和NTR19^(T)的遗传距离最远。COG(Cluster of Orthologous Groups of Proteins)和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)分类的比较分析显示,注释的基因功能整体差异较小,但在SL-1T中,异种生物的生物降解和代谢的注释比例和数量明显高于其他模式菌株。本研究为新根瘤菌属的系统分类以及在生态系统中的应用奠定了理论基础。

外源硒结合根瘤菌处理对蒙古黄芪生长及其活性成分的影响

通过外源硒与根瘤菌处理后,采用发芽床试验法测定蒙古黄芪种子的萌发指标,采用土培盆栽法测定蒙古黄芪幼苗生长指标、抗氧化酶活性和活性成分含量。结果显示外源硒、根瘤菌和外源硒结合根瘤菌3种处理对蒙古黄芪种子的萌发均有显著的抑制作用(P<0.05),对幼苗的生长均有促进作用;外源硒结合根瘤菌处理,蒙古黄芪幼苗SOD活性、POD活性、CAT活性分别增加了29.00%、27.90%、46.31%,与空白处理相比均有显著增加(P<0.05);外源硒与根瘤菌结合处理,蒙古黄芪中粗脂肪、硝态氮、总皂苷含量均最高,分别为4.77%、1.54%、0.51%。外源硒结合根瘤菌对蒙古黄芪幼苗抗氧化酶活性、粗脂肪、硝态氮、总皂苷含量有明显的促进作用。该研究可为药食两用富硒蒙古黄芪的生产和品质的提高奠定基础并提供技术参考。

花生根瘤菌的分离鉴定及对重金属的抗性研究

为筛选对多种重金属具有较强抗性的根瘤菌,通过从重金属污染农田采集的花生根瘤中分离纯化,得到34株根瘤菌,对其进行系统进化分析并构建16S rRNA基因系统发育树,以及对重金属(Cu^(2+)、Ni^(2+)、Cr^(6+)、Zn^(2+))的抗性分析。结果显示,34株根瘤菌中有33株属于根瘤菌属(Rhizobium),1株属于中华根瘤菌属(Ensifer);对Cu^(2+)具有较强抗性的菌株为HG6、HG13、HM13、HM23、HM52,对Ni^(2+)具有较强抗性的菌株为HM13、HW23、HW45,对Cr^(6+)具有较强抗性的菌株为HM14、HM21、HM23、HW2,对Zn^(2+)的抗性较强的菌株为HG6、HM1、HM52、HW20;HG13对4种重金属均具有较好抗性。

一氧化氮在根瘤共生固氮中的作用研究进展

一氧化氮(nitric oxide, NO)是一种在植物中具有转移信号作用的小自由基分子。大量的NO在根瘤发育的不同阶段积累,表明NO在共生期间执行特定的信号和代谢功能。利用60篇文献,综述了NO信号分子参与结瘤的不同阶段,NO在结瘤过程中的代谢和信号作用,以及NO对共生固氮的影响等方面的研究现状。展望了NO在豆科植物共生固氮体系中的研究前景。

重金属胁迫下花生根瘤菌的溶磷作用研究

根瘤菌-豆科植物联合修复技术能有效修复土壤重金属污染。为了筛选出兼具重金属抗性和溶磷作用的花生根瘤菌,本研究从典型镉污染区域农田中采集并分离纯化出36株花生根瘤菌菌株,通过溶磷作用测定和重金属抗性测定,筛选出3株同时具备重金属抗性和溶磷能力的优良菌株HM28、HM2和HM21。其中HM28(Rhizobium metallidurans)的溶磷量为55.81μg/mL,Cu、Ni、Cd、Cr、Zn对其的致死浓度分别为30mg/kg、40mg/kg、10mg/kg、25mg/kg和50mg/kg;HM2(Rhizobium altiplani)的溶磷量为52.82μg/mL,Cu、Ni、Cd、Cr、Zn对其的致死浓度分别为50mg/kg、30mg/kg、10mg/kg、25mg/kg、20mg/kg;HM21(Rhizobium altiplani)的溶磷量为48.61μg/mL,Cu、Ni、Cd、Cr、Zn对其的致死浓度分别为50mg/kg、50mg/kg、50mg/kg、50mg/kg、50mg/kg。

宿主和养分介导了AMF和根瘤菌对植物生长的协同效应

丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)和根瘤菌(Rhizobium)是两类重要的土壤微生物,可与植物形成共生体系,帮助植物吸收养分和水分,从而促进植物生长。宿主植物和养分条件不同,AMF和根瘤菌介导的植物生长状况不尽相同。本研究通过Meta分析定量研究了接种AMF和根瘤菌(单接种与双接种)对植物生长的影响,并进一步分析了宿主差异和养分添加对共生关系的影响。结果表明,共同接种AMF和根瘤菌打破了潜在资源限制,相较单一接种表现出显著的协同效应;宿主差异会影响协同效应,表现为豆科植物总生物量的正效应值大于非豆科植物,但氮磷含量的正效应值小于非豆科植物;养分添加通过改变“投资-收益”关系,打破了协同效应,降低豆科植物总生物量和侵染率。因此,充分考虑宿主差异和土壤养分含量是发挥菌剂的重要前提。

根瘤菌-豆科植物共生体系修复及响应土壤重金属污染机制研究进展

工业化迅速发展直接导致土壤重金属污染日益严重、土壤肥力下降、农作物产量与品质低下、重金属含量升高,经食物链传递后对人类健康和自然生态系统造成巨大威胁,因此,土壤重金属污染的修复十分重要。耐受重金属污染的根瘤菌接种豆科植物形成的共生体系能够有效缓解植物对重金属的响应,降低植物体内重金属富集量,为重金属污染土壤中种植豆科植物提供重要参考。

西安荷斯坦奶牛群5个基因座位遗传多态性的PCR-RFLP分析

应用PCR RFLP方法对西安荷斯坦牛的κcn、βlg、βlg 5′侧翼区、CSN1S2、IGFBP 3 共5 个基因座位进行了多态性分析。结果表明,在西安荷斯坦牛群中,没有发现携带CSN1S2F 等位基因的个体,其多态信息含量为0。κcn基因座位呈现低度多态(PIC=0 236 6),βlg、βlg 5′侧翼区、IGFBP 3 基因座位的多态信息含量分别为0 316 8、0 368 9、0 443 9,均呈现中度多态。κcn、βlg、βlg 5′侧翼区、IGFBP 3、CSN1S2 基因座位的杂合度和DNA多态度分别为0 274 2、0 394 7、0 487 9、0 489 1、0和0 025 5、0 011 6、0 033 3、0 011 2、0。而且,在西安荷斯坦牛群中,κcn、βlg、βlg 5′侧翼区、IGFBP 3 共4 个基因座位均处于Hardy Weinberg平衡状态,CSN1S2 基因座位处于纯合状态。

应用发光酶基因对快生型大豆根瘤菌HN01结瘤作用进行检测

含发光酶基因luxAB的Tn5转座子自杀质粒pHNC3，在辅助质粒pRK2013的帮助下，转入快生型大豆根瘤菌HN01中小，pHNC3经自杀重组，其Tn5－luxAB转座插入HN01基因组中，从而赋予HN01以发光活性。挑取具有发光活性的HN01杂交单菌落，进行质粒快检和以luxAB为探针的分子杂交，选取Tn5-luxAB分别插入到HN01染色体上和不同质粒上的标记菌株，进行灭菌盆栽实验，并对一株Tn5-luxAB标记于染色体上的菌株HN01LC02进行了模拟大豆栽培条件下的有菌盆栽实验，包括对发光根瘤菌占瘤率的测定和发光根瘤在根系上分布情况的测定。

石漠化地区的生态危机及菌根桑生物修复潜力研究进展

在简要总结出石漠化地区的生态特征、生态威胁及生态恢复存在的主要障碍的基础上,比较系统地分析了桑树在石漠化生境中已表现出的生态适应能力和生态修复潜力。桑树作为喀斯环境的速生造林树种,根系发达,耐干旱耐贫瘠能力极强,对增加植被覆盖率、促进生态环境改善、实现石漠化地区脆弱生态系统的恢复与平衡产生重要作用。尤其是由于丛枝菌根具有对矿质营养和水分吸收能力强的特殊生理生态功能,刚好与石漠化地区贫瘠和干旱这一主要生态障碍相耦合,接种丛枝菌根真菌后能进一步扩大桑树对矿质营养和水分的吸收与运输,减轻贫瘠干旱胁迫,加快土壤微生物群落构建,提高土壤生物活力,促进植被群落正向演替。种植菌根桑可望成为喀斯特石漠化生态修复一种新途径。

黄土高原根瘤菌数值分类及DNA-DNA杂交

黄土高原位于我国内陆,气候比较干旱,生长的植被较少,水土流失严重,而有些豆科植物如锦鸡儿(Caragana sinica)、苦豆子(Sophora alopecuroides)、甘草(Glycyrrhiza uralensis)、苦马豆(Swainsoniasalsula)、洋槐(Robinia pseudoacacia)等却能很好生长.这些豆科植物的生长,在防风固沙、保持水土、绿化环境、作为饲用牧草等方面起着很重要的作用.但人们对于黄土高原野生豆科植物根瘤菌的研究尚很少.为此,作者在地处黄土高原的陕西、宁夏及甘肃的部分地区进行了广泛的根瘤菌资源调查.在此基础上,对分离的部分菌株进行了数值分类和DNA同源性分析.

罗汉松根瘤内生细菌的分离和特性

One bacteria endophyte were isolated from the root nodules of Podocarpus macrophyllus(Thunb.)D.Don.The bacteria has the ordinary characteristics of Rhizobium of leguminous plants after indentification.It made nodulation on its host after inoculation strains.So did on Podocarpus nagi(Thunb.)zoll.et Mor.ex Zoll. seedling which is of the same family and genus with Podocarpus macrophyllus(Thunb.)D.Don.Both strain and host seeding have C 2H 4 reduction activity.But it can not made nodulation on 11 kind of offering tests of leguminous plants after inoculation strains.According to its characteristics the bacteria thus appears to be a member of a disinct Rhizobium lineage.Its phylogenetic relationship position remain to be research.

石灰性紫色土施铁肥与接种根瘤菌对花生-根瘤菌共生固氮作用的影响

以缺铁的石灰性紫色土为供试土壤进行盆栽实验,选用三株慢生型花生根瘤菌Spr3 5、Spr3 7、Spr4 5及gusA和celB标记的菌株gusA3 5、gusA3 7、gusA4 5、celB3 5、celB3 7、celB4 5接种天府9号花生。通过标记根瘤菌形成的根瘤能与检测试剂产生颜色反应的特征,检测施铁肥及施不同浓度的铁肥对花生 根瘤菌有效性和竞争性的影响。结果发现:缺铁的石灰性紫色土上单施铁肥、单接种根瘤菌、接种根瘤菌配施铁肥均能促进花生与根瘤菌的共生固氮效应和竞争结瘤能力,但接种根瘤菌配施铁肥的效果最好,单接种根瘤菌的效果次之,单施铁肥的效果差。喷施0 .2 %硫酸亚铁溶液的效果比0 .3%的好。植株全氮含量和叶绿素含量都是指示共生固氮效应的重要指标,与花生产量间存在极显著的相关性,相关系数分别为0 .76 3和0 .795。gusA和celB两种标记方法检测的结果基本一致,两种标记根瘤菌的平均占瘤率分别为79.6 4 %、75 .6 2 %、74 .4 1%。供试菌株中Spr4 5的有效性和竞争性最强,Spr3 7次之,Spr3

茶叶儿茶素对发根农杆菌的抑制作用及抗酚菌株筛选研究

本文研究了茶叶儿茶素对发根农杆菌的抑制作用并进行了抗酚菌株的筛选。结果表明:儿茶素(TC80)对发根农杆菌有明显的抑制作用,其MIC90为25～100μg/ml,这阐明了茶树中富含儿茶素等多酚类是制约农杆菌介导法对茶树进行遗传转化的关键因子。通过抗酚筛选获得的抗酚菌株R1000AP,其抗酚性提高10～40倍,其诱导茶树的发根频率提高46.5%(P<0.05)。

甘草根瘤菌的16S rDNA全序列测定及系统进化分析

通过对西北干旱半干旱地区68株甘草根瘤菌的表型多样性和抗逆性分离研究,发现1个新类群和1个具有较高抗逆性的菌株。对其中心菌株CCNWGX022和高抗性菌株CCNWGX035进行16S rDNA全序列测定及系统进化研究。结果表明,CCNWGX022和CCNWGX035与中慢生根瘤菌属内参比菌株的16S rDNA相似性分别大于96．8％和98．3％,因此它们均属于中慢生根瘤菌属。

沙冬青根瘤菌遗传多样性和系统发育分析

利用16S rDNA RFLP、16S-23S rDNA RFLP和16S rDNA序列分析方法,对分离自宁夏和内蒙古阿拉善地区的沙冬青根瘤菌进行了遗传多样性和系统发育分析。结果表明,分离自不同地区沙冬青根瘤菌的44株测试菌株分别归属于中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium)、叶杆菌属(Phylobacterium)、中华根瘤菌属(Sinorhizobium)、根瘤菌属(Rhizobium)、土壤杆菌属(Agrobacterium)5个属种。受寄主和地理环境因素的影响,沙冬青根瘤菌具有丰富的遗传多样性。

河南省豆科植物根瘤菌表型多样性研究

在河南省根瘤菌资源调查的基础上 ,选取 2 9株快生根瘤菌和 34株参比菌株 ,进行了 10 2项表型性状测定和聚类分析。结果表明 :不同地理来源、甚至同一地理来源或同种寄主的不同菌株在碳氮源利用、抗生素抗性、耐逆性等方面存在着较大的多样性。有 7株菌对链霉素、青霉素和白霉素有较强的耐受性 ;有 2 3株和 2 5株菌可分别耐受 2 .0 g/ L的香酚兰和中性红 ;有 2株菌可在含 5 0 g/ L Na Cl的 YMA培养基上生长 ;有 6株菌在 p H值 11条件下能够生长。在 84 %的相似性水平上未知菌株构成了 2个独立的表观群 ,其中 Cluster 1有 7株菌 ,中心菌株为 H 0 38;Cluster 2有 3株菌 ,中心菌株为 H0 2 6。

毛乌素沙地中间锦鸡儿根瘤菌遗传多样性及16S rDNA全序列分析

野生豆科植物中间锦鸡儿是毛乌素沙地的优势种。从蛋白质和DNA水平分析与其共生的根瘤菌的遗传多样性。在蛋白质水平上 ,2 4株中间锦鸡儿根瘤菌和 9株参比菌株分为 2组 ,A组包含 95 8%供试中间锦鸡儿根瘤菌 ,参比菌株聚为B组 ,菌株GH72不与其余供试根瘤菌聚类。应用 1 6SrDNAPCR RFLP方法将供试菌株分为 2 2种基因型 ,中间锦鸡儿根瘤菌组成 1 2种 ,其余 1 0种由参比菌株构成 ,表明中间锦鸡儿根瘤菌具高水平遗传多样性。选取代表菌株GH2 0 0 1进行 1 6SrDNA全序列测定 ,与已知相关根瘤菌菌株 1 6SrDNA进行同源性比较 ,构建系统发育树状图。GH2 0 0 1位于Rhizobium分支 ,与且Agrobacteriumradiobacter、Ag .rubi、Rhizobiumgiardinii、R .mongolense、R .yanglingense、R .galegae和R .huautlense的序列同源性分别达到 99%、98 3 %、96 3 %、95 5 %、95 6 %、95 2 %和 95 7%。

外源基因标记的紫云英根瘤菌在水稻根部的定殖研究

前期研究中已证实紫云英根瘤菌 ( Rhizobium astragalus) JS5 A1 6菌株对水稻生长有一定的促生作用 ,利用 gus A基因标记的 JS5 A1 6菌株 (编号为 JS5 A1 6G)接种水稻种子并检测其在水稻 (汕优 63)生长初期的根圈定殖动态及分布。结果表明菌株 JS5 A1 6G在水稻出苗后 2 d根圈定殖密度大量增加 ,第 4天达到最大值 1 6d后趋于稳定。将水稻根表面灭菌后 ,检测菌株 JS5 A1 6G在根内的定殖情况 ,发现在“汕优 63”出苗后 2 d检测不出菌株 JS5 A1 6G,第 4天可检测出。根部直接染色显示 ,菌株 JS5 A1 6G在根部的分布并不均匀 ,主要是在根系的某些部位形成微菌落。同时利用 lux AB发光酶基因标记紫云英根瘤菌 JS5 A1 6菌株(编号为 JS5 A1 6L)研究其在不同品种水稻根部的定殖动态。结果表明 ,菌株 JS5 A6L在不同水稻品种“汕优63”、“汕优 64”和“马协 1 1 8- 2”根部的定殖密度不同且可以进入不同水稻品种的根内。在整个水稻生长期内菌株 JS5 A1 6L在“汕优 64”根部的定殖密度明显高于其在“汕优 63”根部的定殖密度 ,在“马协 1 1 8- 2”的定殖密度与其在“汕优 63”、“汕优 64”根部相比没有显著差异。但菌株 JS5 A1 6L在不同水稻根部的定殖动态相似 ,数量均在水稻生长到 60～ 75 d时 (即水稻的孕穗期 )

西藏部分地区豆科植物根瘤菌资源的初步调查

对采自西藏拉萨、林芝和日喀则地区的 10属 18种豆科植物的 2 82份根瘤样品进行根瘤菌的分离纯化、菌株的回接和固氮酶活性的测定 ,结果表明 ,这些地区的豆科植物均可自然结瘤 ,其形态比较单一 ,主要为较规则的球形、柱状和掌状 ,颜色为褐红色、红色、粉红色和白色 ,球形根瘤的大小为 Φ0 .1～ 6 .0 m m,柱状根瘤的大小为 1～ 10 mm,92 .5 %的自然根瘤可测到固氮酶活性 ,其活性值为 0 .0 93～ 12 .40 3nmol/ (mg· h) ,可以看出 ,豆科植物根瘤的大小、颜色和固氮酶的活性与采集地点的生态环境相关。