川西高原野生斜茎黄芪根瘤菌的遗传多样性

[目的]分离纯化川西高原地区(四川甘孜藏族自治州)野生斜茎黄芪根瘤菌,揭示其遗传多样性。[方法]采用纯培养法从该地区原生野生斜茎黄芪植物根瘤中分离纯化根瘤菌;通过BOX-PCR、16S rDNA-RFLP及PCA(Principal Component Analysis)来分析斜茎黄芪根瘤菌的遗传多样性;通过测定菌株的耐盐性、初始pH生长范围及生长温度范围来分析斜茎黄芪根瘤菌的抗逆性。[结果]从5个县8个采样点采集的斜茎黄芪根瘤中,分离纯化出30株根瘤菌。在相似系数分别为83%和82.4%的水平上,30个菌株在16S rDNA PCR-RFLP和BOX-PCR分析中各自聚成3和6个遗传群。斜茎黄芪根瘤菌16S rDNA Simpson遗传多样性指数D=0.954。16S rDNA序列同源性序列分析表明,30个菌株分别属于Rhizobium(11/30 strains),Ochrobactrum(9/30 strains),Me.sorhizobium(1/30 strains)和Rhizobium-Agrobacterium(9/30 strains)。生理性状测定试验表明,在2%NaCl的YMA培养基上,30个供试菌株均能正常生长。进一步测定实验结果显示,除9/30的菌株只能耐受2%NaCl外,其他菌株中能最大耐受4%,6%,7%NaCl的分别占7/30,9/30,5/30(SCAU409,SCAU415,SCAU423,SCAU433,SCAU434);在全部供试菌株中,除6/30的菌株只能在pH4~10的培养基上生长外,其余24/30的菌株均能在pH4~11的培养基上生长;20/30的菌株能在4~50℃的恒温条件下生长,所有菌株能在4~37℃和在60℃(处理10 min后置28℃)条件下生长。[结论]川西高原地区(四川甘孜藏族自治州)野生斜茎黄芪根瘤菌具有丰富的遗传多样性。大多数菌株对高盐、高温、低温及过酸过碱环境均具有很强的耐受能力。这是首次对川西高寒山区野生斜茎黄芪根瘤菌遗传多样性进行的研究。

两个黄芪根瘤菌新类群代表菌株的16S rDNA序列分析

对黄芪根瘤菌两个新类群中心菌株CA85 6 1和JL84进行了 1 6SrDNA全序列测定 ,并进行了系统发育学分析。结果表明 ,CA85 6 1位于Rhizobium分支中 。

黄芪根瘤菌的分类研究

采用数值分类方法研究了分离自不同地区的黄氏属根瘤菌36株,发现在80％的相似性水平上,8株菌形成了亚群8,7株菌形成了亚群9。DNA同源性测定结果表明,这两个亚群是不同于已知根瘤菌种的新的DNA同源群。其中心菌株CA8561和JL84的部分16S rRNA基因序列分析发现,CA8561菌株与所有已知根瘤菌远缘,形成了一个独立的系统发育分支。JL84菌株在快生型根瘤菌属(Rhizobium)和土壤杆菌属(Agrobacterium)形成的系统发育分支中占据了一个独立的系统发育地位。

多位点酶电泳在黄芪根瘤菌分类中的应用

报导了分析根瘤菌各种多位点酶的电泳缓冲系统和染色方法，并对黄芪根瘤菌进行了分类研究，结果表明：采用多位点酶电泳图谱进行聚类可得到与数值分类基本一致的结果，证实这是一种行之有效、简便快速的分类方法．

斜茎黄芪根瘤菌谷氨酰胺合成酶基因多样性研究

研究了22株代表性斜茎黄芪根瘤菌的谷氨酰胺合成酶基因多样性。首先对供试菌株进行了谷氨酰胺合成酶glnA和glnII基因扩增,结果显示从来自Mesorhizobium和Rhizobium属的多数代表菌株都可以扩增到约1kp、大小一致的glnA基因产物,而从Agrobacterium sp.的4株代表菌株未能得到glnA PCR扩增产物。基因glnII的扩增结果显示几乎从所有测试菌株都能够得到基因产物,来自Mesorhizobium septentrionale、M.temperatum和Mesorhizobium spp.的代表菌株都得到了单一的、大小约400bp～500bp的glnII PCR扩增产物,而从Agrobacterium sp.的4株代表菌株扩增得到的glnII PCR扩增产物明显不同于其它斜茎黄芪根瘤菌代表菌,它们都有一条约1 kb的特征PCR扩增产物条带,SDW052和R084还出现了另外2～3个扩增产物条带。此外,基因glnA的RFLP分析结果与我们先前的16S rRNA基因分析结果具有很好的一致性,这些结果都进一步证实了这些根瘤菌的染色体基因多样性。

黄芪根瘤菌新表观群中心菌株与相关根瘤菌的DNA同源性分析

采用液相复性速率法测定了黄芪根瘤菌新表观群的中心菌株CA8561和JL84与近缘已知根瘤菌属种模式菌株或参比菌株的DNA同源性.结果表明,分离自中国北方地区的部分黄芪根瘤菌菌株形成了独立的新的DNA同源群,结合其它分类技术的研究结果可以认为这些菌株构成了一个新种.

华北及西北地区岩黄芪根瘤菌的表型及遗传多样性

选用分离自河北、内蒙古等5省区的岩黄芪根瘤菌30株及17株已知参比菌株,进行了营养利用、抗生素抗性、耐逆性及生理生化反应等12 5项表型性状研究,所得数值分类树状图表明不同宿主及不同地域的岩黄芪根瘤菌的表型多样性。通过对其中部分菌株进行16 S r DNA PCR- RFL P及BOX- PCR指纹图谱分析,聚类结果表明供试岩黄芪根瘤菌具有遗传多样性。

黄芪根瘤菌的多样性分析

选用23株分离自山西、内蒙古、宁夏、甘肃和吉林的黄芪根瘤菌菌株，进行了营养利用、抗生素抗性、耐逆性和酶活性测定，发现不同地区来源、甚至同一地区来源或同种寄主的不同菌株存在着较大的差异，这种不一致现象在来源于甘肃的7株菌中尤为明显，特别是G156、G130和GO13在碳源利用能力方面表现出诸多不同于本多数黄芪根瘤菌的特点。G156、G012和G022能在50℃生长。多数被试菌株在pH11的条件下生长，少数菌株耐4％～5％NaCl，这些结果均说明黄芪根瘤菌是一个极其多样化的类群，它们也明显不同于已知根瘤菌。

黄芪根瘤菌CA8561和JL84的部分16SrRNA基因序列的测定

报导了黄芪根瘤菌ＣＡ８５６１和ＪＬ８４的部分１６ｓｒＲＮＡ基因序列，测算了它们与已知根瘤菌、茎瘤菌各属模式种之间的遗传距离．结果表明，ＣＡ８５６１和ＪＬ８４均具有独立的进化路线，充分显示了黄芪根瘤菌的遗传多样性．