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，大部分具有較強的抗逆能力，許多科研工作者十分看好它潛在的開發(fā)價值，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過程發(fā)揮了重要貢獻，但目前國內(nèi)外在錦雞兒根瘤菌方面的研究較少，尚未見到在中國東北地區(qū)有關(guān)這方面的報道。本研究為東北地區(qū)首次對錦雞兒屬植物根瘤菌情況進行種類資源調(diào)查，從遼寧省8個不同地區(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多相分類技術(shù)對其進行了系統(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的菌株，為錦雞兒在荒漠地區(qū)開展廣泛種植提供優(yōu)良菌株。本論文主要研究內(nèi)容及進展如下: 1.在遼寧省的朝陽建平、朝陽北票、阜新馮家、阜新章古風(fēng)沙所、鐵嶺柴河、鐵嶺靠山、營口大石橋和營口蓋縣等8個地區(qū)，分別采到來自小葉錦雞兒、中間錦雞兒、錦雞兒和樹錦雞兒等4種寄主的根瘤，經(jīng)

3、分離純化得到112株待測菌，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個菌株。本研究種水平的分類重點采用了全細(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個種群。其中Rhizobium屬包含有1個種群；Burkholderia屬包含2個種群；Mesorhizobium屬包含有11個種群。 4.對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個采集地中有7個地方有其分布)，豐富度也最高，達(dá)38％。同時該種群代表菌株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，其為一個新的種群還是隸屬于已知種群需進一步做DNA同源性分析來驗證。 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50株供試菌株及5株參比菌株進行了營養(yǎng)利用、抗生素抗性、耐逆性和酶活性測定等136項生理生化和抗性試驗，在獲得供試菌株表型性狀信息的同時還發(fā)現(xiàn)了一批抗逆性強的菌株。有12株菌pH適應(yīng)范圍較廣，在pH4～10均可生長；有9株菌可耐高鹽，在含4％NaCl的YMA培養(yǎng)基上仍能生長。此外，還有一大批菌株對高濃度的抗生素表現(xiàn)為極強的耐受性。數(shù)值分類聚群分析為我們進一步確定供試菌株的分類地

7、位提供了參考價值，同時通過數(shù)值分類聚群分析，我們發(fā)現(xiàn)地域來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個菌株具有較大的多樣性，共分為3群14種，分別位于.Rhizobium(1個種)、Burkholderia(2個種)、Mesorhizobium(11個種)。Mesorhizobium sp.Ⅲ為遼寧省的優(yōu)勢種群。研究共獲得高效抗逆菌株9株，其中4株來自阜新馮家，2株來自朝