根瘤菌的遗传多样性与系统发育研究进展
利用16S-23S rDNA RFLP及16S rRNA基因序列分析方法对湖北省饭豆(Vigna umbellata L.)根瘤菌系统发育
it wogo p th i lrt v l f 2 .G o p wa o oe f lw go igs an n o l efr e iie t not u sa tesmi i l e % r a ye o5 ru 1 sc mp sdo o — w n t isa dc udb t rdvd di o s r r uh n toba c e 。IA a d t h i lr ylv l f 9 .Gru 1 wa o oe ffs-rwn tan ,whc loc ud w rn h s n IB a esmi i e e % t at o7 op I sc mp sdo tgo igsris a ihas o l
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P N F n , N ig ,H h nj , E S aj n A e g WA G Pn 一 U Z e g a H h o a g& F N im i i i E GXn e
列相似性为 9 .6 9 8 %.C Y 3 2与 Bayh oim e a i的参 比菌株 U D 8 Y 30 rd ri b l ni z u k S A 6有最 近的亲缘 关系 , 序列 相似性 近似 于
10 0 %.图 4表 1参 1 3 关键词 根瘤菌 ; 6 一2 SrN G C 1 S 3 D A ISP R—R L ;1Sr N F P 6 R A基 因;系统发育 ; 饭豆
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应用与环境生物学报
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Chn JAp En io Bil=I N 1 0 68 X i pl vr n o SS 0 6- 7
利 用 1 S一 3 D A R L 2 r N F P及 1 Sr N 6 S R A基 因序 列 6 分 析 方 法对 湖北 省 饭 豆 ( in m e aaL ) V au bl t . g l
关于根瘤菌的科学问题
关于根瘤菌的科学问题关于根瘤菌的科学问题根瘤菌是一种能够与植物建立共生关系的微生物,它们在土壤中分布广泛,对植物生长和土壤生态系统具有重要的影响。
本文将介绍根瘤菌的生物学特性、与植物的共生关系、在土壤中的分布及影响、遗传与变异、培养与繁殖、应用与农业实践以及在生态系统中的作用等方面的科学问题。
1.根瘤菌的生物学特性根瘤菌是一类革兰氏阴性细菌,具有圆形或椭圆形的细胞形态,通常呈浅黄色或黄褐色。
它们可以通过荚膜、鞭毛和菌毛等结构与植物根系相互作用,形成根瘤。
根瘤菌的基因组大小通常在2-6兆碱基对之间,具有高度的多样性和适应性。
2.根瘤菌与植物的共生关系根瘤菌与植物之间建立了一种互惠互利的共生关系。
根瘤菌可以通过植物的根系获取营养物质和生长所需的能量,同时帮助植物吸收土壤中的氮、磷等营养元素。
植物则可以为根瘤菌提供碳源和生长所需的能量以及其他营养物质。
这种共生关系可以提高植物的抗逆性、促进生长发育和提高产量。
3.根瘤菌在土壤中的分布及影响根瘤菌在土壤中的分布广泛,可以在不同类型的土壤中生存和繁殖。
它们在土壤中的数量和种类受到土壤类型、气候条件和植物种类的等多种因素的影响。
根瘤菌在土壤中的存在可以改善土壤结构、提高土壤肥力和促进植物生长,对维持土壤生态系统的稳定性和健康有着重要的作用。
4.根瘤菌的遗传与变异根瘤菌的遗传和变异是它们适应环境变化的重要机制之一。
根瘤菌的基因组中包含许多可变异的基因,这些基因可以编码与共生、代谢、抗逆性等相关的蛋白。
根瘤菌在面对环境压力时,可以通过基因重组和突变等机制适应环境变化,维持其生存和繁殖。
这种适应机制使得根瘤菌可以在不同的生态系统中生存和繁殖,并对植物生长产生重要的影响。
5.根瘤菌的培养与繁殖根瘤菌的培养和繁殖需要提供适宜的营养和生长条件。
常用的培养基有酵母提取物、蛋白胨、葡萄糖等,并提供适量的氮源和碳源以及其他生长所需的营养物质。
根瘤菌可以通过显微镜观察和菌落计数等方法进行繁殖和培养。
分子生物学技术在根瘤菌遗传多样性研究中的应用
分类 中 , 传学方 面 的信 息具 有更 为重要 的价 遗
值 , 往决 定 了菌株 的分类 地 位 . 传 多样 性 往 遗
收稿 日期 :2 1 —1 —2 00 1 2 基金 项 目 :甘 肃 省 教 育厅 项 目 ( 9 9 一 4 . 00B 0 ) 作者 简 介 :徐 琳 ( 9 8 ) 1 7 - ,女 ,甘 肃庆 阳人 ,讲 师 ,在读 博 士 ,研 究 方 向 :根 瘤 菌 资 源及 应 用
微 生物 的微 观性及 自身 的特 点 , 于它们 的多 对
样性 研究远没 有宏观 生物那样 受 到重视 , 尤其 是原 核生物 , 其多样 性在形 态 和分 化上表 现并 不 突 出 ,而 主要表 现 在 物种 和基 因水 平 上 [ 6 】 . 根 瘤菌虽 然极 可 能具 有共 同 的起 源 f, 7 但在 长 ] 期进 化过程 中 , 由于受环境 的胁迫 和寄 主的选
第2 7卷第 2 期 (0 1 21)
河西学 院学报
V 12 o 2 (0 1 o.7 N . 2 1 )
分子生物学技术在根瘤菌遗传多样性研究中的应用
徐 琳 石 建 锋
740 ) 3 0 0
( 西学 院农 业 与生物技术 学院 ,甘肃 张掖 河
摘 要 : 遗传 多样 性 作 为 多相 分 类 的 主要 手段 ,在 根 瘤 菌的 分 类和 多样 性 研 究 中备 受 关 注 . 随 着根 瘤 茵 寄主 研 究 范 围 的不 断 扩 大和 分 子 生 物 学技 术 的 不 断 应 用 ,根 瘤 茵 的 遗 传 多样 性 特征 将 得
展 的物 质基 础. 生物 已有 4 微 6亿年 的生命 历
等首 次提 出 了多相 分类 的概念 ,主 张从表 型 、
根瘤菌多相分类的研究进展
中图分类号
Pr g e s o l pha i x no y o z b a o r s n Po y sc Ta o m fRhio i
兰 氏 阴性 细 菌 , 能够 侵 染 豆 科 植 物 的 根 部 或 茎 它 部将 空 或 , 气 中的游 离态 的氮气 转化 成植 物 可 以利用 的化合 态氮, 宿主植 物的生长提供 必需 的氮素营养 。 为 根 瘤菌 与豆科 植 物 形 成 的 固 氮体 系具 有 高效 率 、 不 消耗矿 物质 能 源 和 不 污染 环 境 的特 点 , 究 和 研 开 发利用 这一 固氮 体 系具 有 巨大 的生 态 、 济 和 经 社会 价值 。而根 瘤菌 只是这 一 高效 固氮体 系 的 主
t eyicu e w jrtp so h n tpcgo p dvdn to n e oy i go p dvdn to . i l ld st omao y e fp e oy i ru -iiigmeh a dg n tpc ru -iiigmeh v n d d
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微 生物 学 杂 志 27 1 0 年1 月第2 卷6 JU N L F IR B L G o. 07 o 2 N. 0 7 期 O R A C O I O YNv 2 1 7 o OM O 0 V. 6
7 7
根瘤 菌 多 相 分 类 的研 究 进展
要构成 成分 , 是重 要的微 生 物资 源 之一 。所 以 , 也 统 两个 阶段 。
早 期 根 瘤 菌 的 分 类 系 统 奠 基 于 Fe rd ( 9 2 , 根瘤 菌分 类 系 统 将所 有 的根 瘤 菌都 13 ) 该 包括 在 同一 个 属—— 根 瘤 菌 属 ( h o im) , Rib z u 中 并 根据其 宿 主范 围将 根 瘤 菌 分 为 6个 种 : 叶草 根 三 瘤菌 ( .roi 、 豆根 瘤 菌 ( .eu i srm) R t t) 豌 f i i R 1 m n au 、 g o 菜豆 根瘤 菌 ( . h s l 、 蓿 根 瘤 菌 ( . e l R p ae i 苜 o) R m lo i. “ 、 豆 根 瘤 菌 ( .a o i m) 羽 扇 豆 根 瘤 菌 )大 R jpnc u 和 ( .u ii 。而且 , 6个 种 内 的菌株 都 与一组 特 R 1 n) p 这 定 的豆 科植 物 结瘤 , 结 瘤 菌株 间 可 以相 互 交 换 且
安徽地区大豆根瘤菌遗传多样性研究
(. 1 安徽科技 学院生命科 学学院 , 安徽 凤 阳 2 30 ; . 3 10 2 西南农业 大学牧 草与草食 家畜重点 实验 室,重庆 4 0 1 ) 0 7 6
摘 要 : 采用 R P A D技术 对分离 自安 徽地 区 的大豆 根 瘤菌 和部 分 参 比菌株进 行 了遗 传多 样 性 和系统 发 育研
菌株是与花生根 瘤菌和苜蓿根 瘤菌更接近 的快 生型根瘤 菌 。而 1株来 自巢湖 庐江 的大豆根 瘤菌 和其它 菌株 的
遗传距离较远 , 独 归为一类 , 遗传地位 特殊 。 单 其
关 键词 : 大豆根瘤菌; A D; R P 遗传多样性
中图分 类 号 :36 3 ¥6 . Q 4 . ; 55 1
plm rhcD A ( A D) t h iu .T ersl n ia d t ttes a si l e rm J , hn o g i b , o op i N y RP e nqe h eut idct h h t i s a df i S adn ;Ln i c s e a rn o t o mo g
Ri e , v r Cha hu i oe t p o s s l y e.
K e r : o b a hzba;RAP y wo ds s y e n ri i o D;g n t iest e ei dv ri c y
大豆是世 界上种植 面积 最大 的油 料作 物 和饲料 作物之 一 , 由于营养丰 富而在 食 品 、 饲料 等 领域 有着
A bsr c : n t iest fsy en r i ba i ltd f m h iae s w s d tr n d u ig rn o y a l e t a t Ge ei dv ri o o b a hz i s ae r An u ra a eemie sn a d ml mpi d c y o o o i f
广金钱草根瘤菌抗逆性和遗传多样性分析
2 0 1 3年 1月
J a n .2 0 1 3
J OURNAL OF S OUT H CHI NA NORMAL UNI VERS I T Y
第4 5卷 第 1期
V o 1 . 4 5 No . 1
( N A T U R AL S C I E N C E E D I T I O N)
关键词 : 广 金钱草根瘤菌 ;抗逆性 ;遗传 多样 性
中图分类号 : Q 9 3 9 文 献 标 志码 : A d o i : 1 0 . 6 0 5 4 / j . j s c n u n . 2 0 1 2 . 1 2 o d i u m s t y r a c i f o l i u m) 是 豆科 植 物 山蚂 蝗 属 中的一 种 , 其 干燥 地 上 部 分 为 常 用 传 统 中
引 物 序 列 为 5’一C T A C G G C A A G G C G A C G C T G A C G
一
植物 一 生物固氮共生体 系的前提 , 本文研究 了广金 钱草根瘤菌对不同盐度 、 温度、 酸碱度和重金属耐受 性等生物学特性. B O X— P C R是一项可靠 的、 相对稳
根瘤菌的系统发育地位和遗传多样性 , 本研究选取 代表菌株测定了其 r e c A基因序列并进行系统发育分 析. 为进一步筛选与广金钱草共生的高效固氮体系,
提 高广 金钱革 的产量和 品质提供 优 良的种质资 源.
要的土传病害还没有 十分有效 的防治方法 , 然而伴
随着 土壤微 生 物分 子生 态 学 技 术 的发 展 , 研 究 者 提
和不 同种类的重金属则表现 出不同的耐受性 , 其 中4株供试菌株 能够耐 受 4℃ 的低 温. 几 乎所有供试 的广金钱 草根 瘤菌都 能够在含有 4 mm o l / L的 z n “、 P b “ 和含 锌 、 铅 双盐 的 Y MA 平板 上 生长 , 而仅 有 2株 供试 菌株 能够 在 添加 4 m mo l / L C u “的Y MA平板上生长. B O X—P C R指纹 图谱分析表 明, 与广 金钱 草共生 的根 瘤菌在基 因组水 平上 与 已 知 的埃 氏慢生根瘤菌相似 , 代 表菌株 的 r e c A基 因序列的 系统发育分析 与 B O X—P C R聚类结果基本一致 , 供试 的广 金 钱草根瘤 菌除 1 株 位于根瘤菌属外 , 其余根瘤菌均 为慢生根瘤菌属.
我国亚热带地区快生型大豆根瘤菌遗传多样性研究
( . 州大 学 公 共 卫 生 学 院 , 南 郑 州 4 0 0 ; 1郑 河 50 1 2 华 中 农 业 大 学 农 业 微 生 物 学 国家 重 点 实 验 室 , 北 武 汉 4 0 7 . 湖 30 0 3 华 中科 技 大 学 生 命 科 学 技术 学 院 , 北 武 汉 4 0 7 ) . 湖 3 0 4
摘 要 :利 用 1 S r 6 DNA CR —RELP、 6 DNA 基 因序 列 分 析 以 及 1 S一 2 S r P 1Sr 6 3 DNA GS PCR — I R L E P技 术 , 分 离 自我 国 江 苏盐 城 、 江 温 州 、 北 仙 桃 及 重 庆 等 亚 热 带 地 区 的 3 对 浙 I湖 1株 大 豆 快 生 型
关 键 词 :大 豆 根 瘤 茵 ;多样 性 ;1 S r 6 DNA;基 因 间 区
中图分类号 : 5 5 1 S 5 . 8 ¥ 6 . , 1 4 3
文献标识 码 : A
文章编号 : 0 4— 2 8 2 1 ) 1 0 4 — 6 1 0 3 6 (0 1 O — 0 8 0
ia e on fChi a w a t did usn 6 DN A e e RELP a t r , 6 DN A e e ue c lr gi s o n ssu e ig 1 S r g n p te ns 1 S r g ne s q n-
YANG Ch n — u e g y n ~,ZHOU u —h ,YANG in — e ,DUAN a g c i J nc u Ja g k 。 Gu n —a
( . le 1 Co lgeofPubl e lh。 Zhe gz u U nie st i H at c n ho v r iy,Zh ng h 00 e z ou 45 01, Chi na;
根瘤菌菌剂的研究进展和应用前景
根瘤菌菌剂的研究进展和应用前景植物生长中的一种重要因素是植物与根瘤菌的共生关系,这种共生关系对农作物的生长和发展起着至关重要的作用。
根瘤菌是一类存在于土壤中的益生菌,它们能够与植物根系共生,并通过固氮作用为植物提供可用氮源。
根瘤菌菌剂的研究和应用对于实现可持续农业发展、改善农业生产环境、提高农作物产量具有巨大的潜力。
本文将就根瘤菌菌剂的研究进展和应用前景进行探讨。
根瘤菌菌剂的研究进展方面,目前已经取得了一系列重要的突破。
研究人员通过对根瘤菌菌种的筛选和培养条件的优化,成功地研发出了多种高效的根瘤菌菌剂。
这些菌剂能够与不同种类的植物建立良好的共生关系,为植物提供生长所需的氮源,提高植物的养分吸收能力,增强植物的抗逆性和适应性。
此外,还有研究表明,根瘤菌菌剂能够通过生物调节作用改善土壤环境,促进土壤微生物活性,提高土壤肥力。
一些研究还发现,根瘤菌菌剂可以降低化肥的使用量,减少对环境的污染,并节约生产成本。
因此,根瘤菌菌剂在农业生产中的研究和应用已经成为当前农业可持续发展中的热点领域。
根瘤菌菌剂的应用前景也非常广阔。
首先,根瘤菌菌剂可以应用于各种农作物的生产中,包括粮食作物、蔬菜、果树和草地等。
通过与根瘤菌进行共生,作物可以更好地吸收土壤中的氮源,从而实现增产和提高品质的目标。
其次,根瘤菌菌剂可以应用于荒漠化地区的土壤改良中。
荒漠化地区土壤的肥力较差,通过引入根瘤菌菌剂,可以改善土壤的水分保持能力、肥力和微生物活性,恢复土壤生态系统的功能,从而实现荒漠化地区的绿化和生态恢复。
此外,根瘤菌菌剂还可以应用于生物有机肥料的生产中,通过与有机物质结合,提高有机肥料的效果,增加养分的利用率。
然而,根瘤菌菌剂在应用过程中还存在一些挑战和问题需要解决。
首先,根瘤菌菌剂的应用技术还需要进一步完善,包括菌株的选择、培养方法的优化、添加剂的开发等。
其次,菌剂的稳定性和存活率也需要提高,以保证菌剂在不同环境条件下的有效存活和生物活性。
根瘤菌对植物根系发育的影响研究
根瘤菌对植物根系发育的影响研究植物根系发育是植物生长和营养吸收的基础,而微生物在调节植物根系发育中扮演着重要的角色。
根瘤菌是一类与豆科植物共生的细菌,它们与植物根系形成相互依赖的生态关系。
在这种共生关系中,根瘤菌能够通过释放激素和固氮酶来促进植物根系的生长和发育,同时也从植物中获取有机物质作为营养。
本文将介绍一些根瘤菌对植物根系发育的影响研究,以及这些研究对于农业和生态系统的意义。
根瘤菌的存在对植物根系的发育具有积极的影响。
研究发现,根瘤菌可以促进植物根系的生长和侧根的形成。
根瘤菌通过释放一种名为拟茎杆菌素的植物生长激素来促进根系的伸长,这是由于激素的作用能够促进细胞分裂和伸长。
此外,根瘤菌还能够诱导植物产生侧根,这些侧根能够进一步增加根系的吸收面积,提高植物对营养的吸收能力。
除了促进根系发育,根瘤菌还可以固氮,为植物提供大量的氮源。
氮是植物生长所必需的营养元素,但土壤中的可利用氮通常很有限。
因此,许多植物与根瘤菌共生的主要原因之一就是能够利用根瘤菌固氮酶酶活性,将大气中的氮转化为可供植物吸收利用的形式。
研究显示,植物和根瘤菌之间的共生关系对于农业生产具有重要意义,特别是在氮肥使用方面。
通过与根瘤菌共生,植物可以减少氮肥的使用,从而降低环境污染和农业生产成本。
此外,根瘤菌对根系的发育还具有调控作用。
研究表明,根瘤菌可以通过修改植物根系的解剖结构和组织形态来适应不同的环境条件。
对一些豆科植物的研究发现,根瘤菌与植物根系形成的共生囊能够在土壤中形成一个特殊的微生物生态区,这对植物根系的发育和生长环境提供了保护。
此外,根瘤菌还能够调节植物根系中的植物激素水平,以适应不同的生长条件。
这些结果表明,根瘤菌与植物根系之间的相互作用是一种复杂的共生关系,可以帮助植物更好地适应环境。
综上所述,根瘤菌对植物根系发育具有重要的影响。
根瘤菌能够促进植物根系的生长和侧根的形成,提高植物对营养的吸收能力。
此外,根瘤菌还能够通过固氮作用为植物提供氮源,减少氮肥的使用。
云南省田菁根瘤菌及根瘤内生细菌遗传多样性研究
群 。其 中群 I和群 Ⅳ分别与根癌土壤杆菌 (go at im tmfc n ) A rbc r u eai s 和大肠杆菌( sh r h o ) eu e E c e ci cl 聚在一起 ,其 i a i
它群 没 有 与参 比菌 株 聚 群 选取 每群 的代 表 菌株 进 行 1Sr N 全序 列 测 定 。 结 果 表 明 :待 测 菌 株 归 于 6个 属 , 6 D A 分 别 是 贪 铜 菌 属 ( 印咖 C ) 拜 纳 蒙 纳 斯 属 ( anio a ) 土 壤 杆 菌 属 ( goatr m ) 克 罗 诺 杆 菌 、 B l m ns 、 e A rbcei u 、
董 鑫 一 ,刘 晓云 , 张 斌 ,王 易鹏
西 地 物 样 保 林 局 点 验 明6 2 詈曳 生 多性 育 纛 重 实 萎 昆 5 4 南 盎 区 国 业 家 室 … 0 2 ‘ 省 生 多 性 磊 实 萎保 1 2 北 矗 喜 与 用 验 ~ 70 微 物 样 研 应 室 定00 河 究 2
壤杆 菌属 ( go at im) A rbce u 及属 于 纲 的肠杆 菌 ( neoa t ) r E t b c r 、泛菌 ( ate ) r e P noa 、埃 希 氏( sh r ha  ̄假 单 E c ei i) c
胞 菌 (su o o a ) P e d m ns 等属 群 0 J 的内生 细菌 ,这些 植物 根瘤 的内生 菌 ,不 能单 独侵 染 宿 主与植 物共 生结 瘤 ,
对宿 主植物 的生 长起促 进作用
B X是广 泛存在 于 细菌基 因组 中的短重 复序 列 .在细 菌基 因组 中具 有保 守性 和 随机分 布 的特点 ,根 O 据其保 守性 设计 P R引物来扩增 位于重 复序列 之间不 同的 D A片段 .可在不 同的菌株 间易产 生清 晰的特 C N
种群动态对遗传相关性的研究进展
118学术性.实践性.理论性科学教育家2008年6月第6期圜种群动态对遗传相关性的研究进展周泽重(西华师范大学生命科学学院四川南充637000)【摘要】本文从空问尺度上的育种养殖对种群动态反映在遗传结构、组成上的交化的研究进展作了总结。
最后讨论了当前研究存在的一些不足和拯待解决的问题。
【关键词】种群动态;遗传;研究进展在育种方面,包括农作物品种在不同地理环境条件下的遗传多样性,如在生化水平上不仅谷子的品质含量表现了丰富的多样性,蛋白质标记的指纹图谱也存在着一定的差异。
J us uf.M.,P er nes.-r.(1985)对来自世界十个地区的谷子的酯酶、酸性磷酸酯酶、天冬氨酸酯转移酶、苹果酸脱氢酶和6一磷酸葡萄糖脱氢酶的同工酶研究结果显示,不同地区问谷子同工酶的组成不同,且地区间差异较大[1]。
温奎、张士遵等(1988)对来自国内各地的72个谷子品种的过氧化物酶同工酶的研究结果表明,谷子过氧化物酶同工酶类别与生态类型具有很大一致性,谷子过氧化物酶同工酶种类多[2]。
杨江科,谢福莉等采用R A PD分析技术和16S一23S r RN A间隔区段(佑S)R FLP分析,分别对分离自江汉平原及其周缘地区的花生根瘤菌进行了遗传多样性和系统发育研究。
结果表明,供试花生根瘤菌的遗传多样性及其在系统发育中的地位主要受地域因素的影响,环境动态影响根瘤菌的遗传组成和分布[3]。
江汉平原的年降雨量较高,夏季的强降雨经常引发区域性洪水泛滥,再加上传统的漫灌式灌溉使冲积地表土层和耕作层相对不稳定,土著根瘤茵有可能发生较大范围的水平移动,相邻地域的茵群问易于发生交换,导致系统演化上趋于一致。
处于周边地带的武汉和荆州,由于其特定的地理因素的影响,菌株的多样性更为丰富,部分菌株在分类上与其它地域的菌株相互融合,并在较高的相似水平存在一定摆动性。
来自外缘随州的菌株,表现了明显的地理分隔作用,其在系统演化中的地位相对独立。
总体上从平原腹地到外缘地区,根瘤菌地理分隔作用逐渐明显,在平原外缘的交接地带,根瘤菌的多样性最为丰富。
根瘤菌的系统发育及其分类研究进展
[7 1 ]何正 国 ,向廷生 ,佘跃 惠 ,等 . 西安 石油 学院学 报 ( 自然科 学版 ) O 0( ) 8—2 . ,2 O 2 :1 0
根 瘤 茵 的 系 统 发 育 及 其 分 类 研 究 进 展
刘晓云 陈文峰 陈文新
北京 1( 9 ) (1 4 10
( 国农业 大学生 物学 院 中
摘要 :根 瘤 菌与 豆科 植物 这一 共生 体 系的 突 出特 点 是 固氮 量 大 、抗 逆 能力 强 和 为 人畜 提 供 高蛋 白质 营养 ,在农业 生产 及 固氮 生态 系统 中 占有 重要 地 位 。对 根瘤 菌 系统 发 育研 究 作 一
rN ( R A 或其基 因 r N )序列分 析技 术的推广和应用 ,使根瘤 菌 系统 发育 的研 究取得 了 DA 重大突破 。19 年 Y ug 96 on  ̄等利 用 已知根 瘤菌种 的 1SrN 1 3 6 A全序 列 资料 ,构 建 了根瘤 R
科 P y oa t ica Me ri ba 、 P yl a t im) 丝 微 菌 科 H p o ir i e e ( z . h l b e r ee( s hz i l ea o o m h l bc r o eu 、 y h m co a a Ao bc
rib m) hz i 、慢 生 根 瘤 菌科 Bay i baee( rdri b m) 而 结 瘤 甲基 杆 菌 ( ou r r z i a Bayhz i 。 d ho c ou
辽宁省慢生根瘤菌的系统发育多样性
辽宁省慢生根瘤菌的系统发育多样性作者:张艳华王惠王岩来源:《江苏农业科学》2016年第07期摘要:花生是重要的豆科经济作物,能与慢生根瘤菌属的根瘤菌共生固氮,辽宁省的花生种植较广泛,但是对该地区花生根瘤菌的研究并不全面。
采用16S rDNA和nifH基因的序列分析方法从遗传学角度对17株分离自辽宁省不同地区的花生根瘤菌的特性进行研究。
根据16S rDNA基因的序列分析将所有菌株分为4个类群,而nifH基因的序列分析方法将供试菌株分成两大类群,2种方法的分类结果大体一致,测序结果表明所有菌株都属于慢生根瘤菌属。
说明辽宁省花生慢生根瘤菌的分布可能与该地的地理环境存在一定的相关性。
关键词:花生;慢生根瘤菌;系统发育多样性中图分类号: S182 文献标志码: A 文章编号:1002-1302(2016)07-0067-04根瘤菌是能与豆科植物的根部组织建立共生固氮系统的土壤微生物,通过此共生固氮系统固定的氮素量对于陆地生态系统来说非常重要[1-2],而且有利于农业、林业和退化土地复垦的可持续发展[3]。
通常认为,共生根瘤菌分布于α-变形菌门的根瘤菌属、慢生根瘤菌属、中华根瘤菌属、中慢生根瘤菌属、异根瘤菌属和固氮根瘤菌属[4],但是随着根瘤菌分类学的发展,目前已经发现一些属于β-变形菌门的根瘤菌,例如伯克氏菌属和贪铜菌属的微生物[5]。
花生(Arachis hypogaea L.)别称落花生,是一种重要的农业和经济豆科作物,可被用作粮食作物、油料作物和用于生产多种食品,通常认为可与慢生根瘤菌共生进行固氮,其耐旱性、固氮能力和耐阴性使其成为与玉米、高粱、谷子和其他禾本科作物进行间作的重要豆科植物[6]。
我国是世界上花生的进出口大国,花生产业的发展对于增加农民收入、促进国内食品安全发展和改善人们生活水平有重要的意义。
共生固氮效力是衡量花生与本土根瘤菌共生系统的重要因素。
在花生种植上接种根瘤菌有很好的固氮效果,然而固氮效果受所接种根瘤菌与本土根瘤菌间的竞争影响很大[7],因此,从本地筛选出具有结瘤、固氮和高效竞争能力的根瘤菌菌株非常重要[8]。
水稻根瘤菌的多样性分析
水稻根瘤菌的多样性分析一、引言水稻是世界主要的粮食之一,其中中国是水稻的发源地和重要种植区。
水稻生长过程中的重要配合物之一是根瘤菌。
根瘤菌与植物的共生关系很重要,可以通过固定氮来增加土壤肥力和提高水稻的产量和品质。
因此,对水稻根瘤菌的多样性分析很有必要。
二、根瘤菌的分类及形态结构根瘤菌是一种非常常见的土壤细菌,可以在根部形成结块状物质。
根瘤菌属于革兰氏阴性菌,主要分为两个属:酸根瘤菌属和放线菌属。
其中,酸根瘤菌属包括光合细菌和非光合细菌两类,这两类根瘤菌在形态上没有明显区别。
酸根瘤菌属的细菌呈球形或长形、半透明、黄色或白色,在肉眼下很难分辨。
放线菌属的细菌则较大,呈线状或分支状,并有许多分泌的酸类物质。
三、根瘤菌的生物多样性分析水稻根瘤菌的多样性分析可以基于形态、生物学、生理学和分子生物学多个角度进行。
其中,分子生物学的技术一直受到广泛关注,因为它可以准确地鉴定细菌的物种和亚种。
目前,分子生物学中应用最广泛的标记为16S rRNA,能够检测到所有细菌的分类和系统进化关系。
此外,还有很多DNA序列,如atpD和recA 等,也可以用于检测根瘤菌的群体结构和多样性。
基于16S rRNA分子序列的分析结果显示,不同种类的根瘤菌的序列差异较大,种间一般不同于98%~99%,而不同于同种间大约为97%~98%。
此外,水稻的不同品种也可能影响水稻根瘤菌的多样性和种类。
一项对中国不同水稻品种的根瘤菌多样性分析表明,分离的根瘤菌物种丰富,包括酸根瘤菌属和放线菌属,其中以酸根瘤菌属的种类最多,但两者种类比例略有不同。
此外,根据多序列分手方法,水稻根瘤菌的群体结构可以分为3个独立的退化群体,代表着环境条件和水稻栽培历史的不同,反映了根瘤菌与水稻植物丰富多样的互动关系。
四、结论水稻根瘤菌的多样性分析可以通过多个角度进行,分子生物学技术在鉴定物种和亚种方面作用显著。
通过对水稻不同品种的多样性分析可得出,水稻根瘤菌有丰富的物种组成,主要由酸根瘤菌属和放线菌属组成。
根瘤菌共生关系研究
根瘤菌共生关系研究
根瘤菌共生关系是指一种特殊的生物关系,其中根瘤菌与
某些植物根系形成共生关系。
这种共生关系被称为根瘤菌
共生关系,因为根瘤菌能够形成根瘤,即植物根系上的肿
瘤样结构。
根瘤菌共生关系的研究主要涉及以下方面:
1. 共生机制:研究根瘤菌与植物之间的相互作用机制,包
括根瘤菌如何感染植物根系、根瘤菌如何促进植物根系发
育和营养吸收等。
这方面的研究可以通过分子生物学、遗
传学和生理学等方法来进行。
2. 共生信号交流:研究根瘤菌与植物之间的信号分子交流,包括植物根系释放的信号分子如何引导根瘤菌感染和共生
结构的形成,以及根瘤菌释放的信号分子如何调节植物根
系的发育和代谢。
这方面的研究可以通过生物化学和分子
生物学等方法来进行。
3. 共生进化:研究根瘤菌共生关系的进化过程和机制,包
括根瘤菌与植物之间的共同进化和共同适应等。
这方面的
研究可以通过比较基因组学和系统发育学等方法来进行。
4. 应用价值:研究根瘤菌共生关系在农业生产和环境保护
中的应用价值,包括根瘤菌的肥料替代作用、生物修复和
生物防治等。
这方面的研究可以通过实验室和田间试验等
方法来进行。
总之,根瘤菌共生关系的研究涉及多个学科领域,包括微生物学、植物学、生态学等,通过深入研究这种特殊的生物关系,可以为农业生产和环境保护提供重要的科学依据和技术支持。
沙冬青根瘤菌多样性研究进展
沙冬青根瘤菌多样性研究进展
毕江涛;贺达汉;韦革宏
【期刊名称】《农业科学研究》
【年(卷),期】2008(029)002
【摘要】在西北荒漠地区土壤缺水少氮的环境条件下,寄主植物与根瘤菌共生关系对固沙植物沙冬青的生长发育具有重要作用.沙冬青根瘤菌的多样性及其抗性与沙冬青抗旱、抗寒和抗高温的特性有着密切的关系.随着分子生物学技术的发展,微生物多样性的研究正在不断深入,尤其是功能微生物的多样性研究得到关注.加强沙冬青根瘤菌资源多样性的研究和保护,对濒危植物沙冬青的保护和利用具有重要作用.对沙冬青的研究现状,包括沙冬青根瘤菌多样性研究现状及研究方法的进展进行简单回顾和介绍.
【总页数】6页(P54-59)
【作者】毕江涛;贺达汉;韦革宏
【作者单位】宁夏大学,农学院,宁夏,银川,750021;西北农林科技大学,微生物研究中心,陕西,杨陵,712100;宁夏农业技术推广总站,宁夏,银川,750001;宁夏大学,农学院,宁夏,银川,750021;西北农林科技大学,微生物研究中心,陕西,杨陵,712100
【正文语种】中文
【中图分类】Q939.9
【相关文献】
1.我国绿豆根瘤菌多样性的研究进展 [J], 赵龙飞;徐亚军;徐珂;梁峰
2.鹰嘴豆根瘤菌多样性研究进展 [J], 张俊杰;郭晨;杨旭;J.P.W.YOUNG
3.鹰嘴豆根瘤菌多样性研究进展 [J], 张俊杰;郭晨;杨旭;J.P.W.YOUNG;
4.沙冬青根瘤菌遗传多样性和系统发育分析 [J], 毕江涛;贺达汉;陈卫民;谢瑞梅;韦革宏
5.木本豆科植物根瘤菌资源及多样性研究进展 [J], 陈文峰;刘杰;陈文新
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根瘤菌的系统发育及其分类研究进展
根瘤菌的系统发育及其分类研究进展摘要:根瘤菌系统发育地位的判断在根瘤菌新属种的确认中起重要作用。
其中, 16S rRNA序列分析是关键技术。
然而,新近的研究对采用16S rRNA全序列推测的系统发育关系的准确性提出质疑。
对根瘤菌系统发育研究作一概述并简要描述了正式发表的根瘤菌新属种。
关键词:根瘤菌,系统发育,分类方法根瘤菌是一类与农业生产关系甚为密切的细菌,它们与豆科植物共生具有很高的固氮效率。
根瘤菌的分类因而成为生物固氮和细菌分类学两个领域的结合点,它的发展与这两个领域的发展有着直接的联系。
现代分类技术尤其是分子生物学技术的应用,使根瘤菌分类发展到今天的以系统发育为中心,结合表型特征分析、遗传物质分析的多相分类体系。
1.根瘤菌的系统发育研究根瘤菌在细菌的系统发育体系中位于变形杆菌门(Proteobacteria)中的α-纲[1]。
Woese总结rDNA的研究结果,把所有生物重新划定为古生菌(Archae),真核生物(Eukaryotes)和细菌(Bacteria)三域[2~6]。
16SrDNA全序列已是发表新属、新种时表明新属、种系统发育位置的必须分子指标。
1991年,Y oung J P W等用16S rDNA的部分序列(可变区域)对豌豆根瘤菌(Rhizobium legumi-nosarum)、苜蓿根瘤菌(S.meliloti)、慢生大豆根瘤菌(Bradyrhizobium japonicum)及α-亚纲中的其它菌株进行了系统发育学分析[7]。
Willems A和Collin M D采用16S rDNA全序列分析对慢生大豆根瘤菌(B.japonicum)、豌豆根瘤菌(R.leguminosarum)、热带根瘤菌(Rhizobium tropici)、山羊豆根瘤菌(Rhizobium galegae)、百脉根根瘤菌(Rhizobiumloti)、苜蓿根瘤菌(S.meliloti)、土壤杆菌属(Agrobacterium)以及相关菌株的相似性进行了聚类分析,得到了根瘤菌及相关菌株的系统发育树状图[8,9]。
根瘤菌分类研究现状
全细胞可溶性 蛋白电泳 (SDS-PAGE )
数值分类 表型分群 的方法
多位点酶电泳 (MLEE)
细胞脂肪酸 组成分析
脂多糖分析 (LPS)
基因组物理结构分析 随机扩增DNA片段的多态性分析(RAPD)
基因组水平指纹图谱分析
AFLP指纹分析技术 rep-PCR指纹分析技术 稳定小分子RNA图谱
遗传型分群的方法
根瘤菌分类系统的发展
根瘤菌的早期分类系统
根瘤菌的早期分类一直是以互接种族( cross-inoculation group ) 为主要依据的。1926年,Dangeard根据宿主的种类和互接种族的 关系,结合一些形态和生理性状,将根瘤菌分为若干种。1932年, Fred等人又在此基础上,首次提出了根瘤茵分类系统,他们根据互 接种族的关系,将全部根瘤菌定义为1属5种。表1列出了这5个种以及 每个种寄主植物的属名。
表 2
根瘤菌的多相分类体系
Cowell等首次提出了多相分类的概念,从根瘤菌的表 型、遗传型和系统发育方面综合获取信息,多种方法相互 印证、互为补充,从而较全面地反映根瘤菌的生物多样性 特征。因此多相分类被认为是现代细菌分类发展的重要里 程碑之一,也是根瘤菌多样性研究工作中常常采用的技术 手段 。
(陈华癸 ,1999;FAO ,1997)
随着研究工作的广泛深入和结瘤豆科植物的不断发现,互接种族的概念陷 入了混乱,族间结瘤的报道剧增。例如,有些根瘤菌可以与不同的豆科植物共 生结瘤,而有些根瘤菌则不能在其互接种族的全部宿主上结瘤;有些根瘤菌可 以与非豆科植物结瘤,而有些根瘤菌却只能与某一品种或具有地区特异性的豆 科植物结瘤。鉴于原有根瘤菌分类系统的不合理性,鉴于原有根瘤菌分类系统 的不合理性,Jordan在1984年出版的《伯杰系统细菌学手册》(第一卷)中,总 结了前人数值分类、DNA碱基组成、DNA同源性、血清血分析、胞外多糖成份 分析、全细胞可溶性蛋白电泳和rRNA-DNA杂交等大量研究结果,对根瘤菌科 分类系统进行了修订(图1)。
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应用与环境生物学报
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ph lg y M oe a d mo e n y o en . r n r ew p ce n e e a we e de c b d. Th spa a es n s ar v e o he p o r s fg nei i s e is a d g n r r s r e i i p rpr e t e i w n t r g e so e t d’ c v r i n hyo e y o hio i . e st a d p lg n fr z b a y Ke ywor r io i ds hz b a;g nei i e st e tc d v riy;p ylg n h oey
固定 空气 中的分 子态氮形成 氨 , 为植 物提供氮素 营养. 估计 , 据
全 球 每 年 生物 固 氮 量 达 17 0 , 世 界 工 业 氮 肥 产 量 的 . 5x1 t 为 4 3 倍 . 瘤 菌 与 豆 科 植 物 的 共 生 固 氮 作 用 是 生 物 固 氮 中 .7 根
粒类 型的分布与 菌株的地理来 源有相关性 , 明环境条件影 响 表
根 瘤 菌 的 发 育 , 终 表 现 多 样 性 的 特 征 . 向 宏 等 研 究 了 在 最 邹 同一 紫 云 英 植 株 根 部 结 瘤 的 4 0个 根 瘤 菌 株 的 遗 传 多 样 性 , 发
固氮效率最 高的体系 . 因此 , 瘤 菌与豆 科植物 的共生 固氮作 根
用 是 实 现 农 业 可 持 续 发 展 的 重 大 研 究课 题 之 一 .
现有 6种质粒类型 , 同质粒类型 的菌株其共生效 应存在明 显 不 差异, 该研 究揭示 了同一植株根 系上结瘤 的菌株也存在高度 的 遗传 多样性 , 质粒类型 与共生效应 的相关性 的发现对于高效 菌
株 的选 育 有 重 要 的 生 态 学 和 实 际 应 用 意 义 .
C C Q 3 . 1 :Q 4 . L 9 9 14 34 3 根 瘤 菌 (hzba 是 一 类 广 泛 分 布 于 土 壤 中 的 革 兰 氏 阴 性 ri i) o 细 菌 。 它 可 以侵 染 豆 科 植 物 根 部 或 茎 部 形 成 根 瘤 和 少 数 茎 瘤 , 大 小 和 拷 贝 数 不 同 , 粒 类 型 广 泛 地 用 于 研 究 根 瘤 菌 的 遗 传 多 质 样 性 , rcma Bok n等 研 究 了 华 盛 顿 州 西 部 豌 豆 根 瘤 菌 的 遗 传 多 样 性 , 12株 供 试 菌 株 中 , l 在 9 有 8种 不 同 的 质 粒 类 型 , 质