金沙江干热河谷区山黑豆根瘤菌多样性与系统发育研究

论文摘要

本论文对分离自金沙江干热河谷地区43株山黑豆根瘤菌进行了数值分类、BOXAIR-PCR指纹图谱、16S rDNA PCR-RFLP酶切图谱和16S rDNA全序列分析,研究了山黑豆根瘤菌的生物多样性和系统发育分类地位。数值分类的结果表明,金沙江干热河谷地区山黑豆根瘤菌具有极大的表型性状多样性。在83%的相似性水平上,己知参比菌株不同种之间基本上能彼此很好的分开;且全部供试菌株分为13个表观群,其中除少数供试未知菌株与已知参比菌株聚在一起外,大部分供试未知菌株都单独成群,具有与已知参比菌株相区别的表型特征。金沙江干热河谷地区山黑豆根瘤菌中的快生型根瘤菌和慢生型根瘤菌可从表型性状上明显区分,在数值分类66%的相似性水平上分为快生、慢生两群。BOXAIR-PCR指纹图谱的聚类结果显示:全部供试菌株在84%的相似性水平上分为24群,与数值分类的结果相比较,其分群的结果更分散,在数值分类相似性水平上位于同一表观群的供试未知菌株大多分布于几个综合的BOXAIR-PCR群内;另外在数值分类中来自同一个种的已知根瘤菌参比菌株几乎都聚在同一个表观群,而在BOXAIR-PCR分析中,已知参比根瘤菌的同一个种内的大部分菌株都单独成群。这说明BOXAIR-PCR分析能揭示根瘤菌种内及菌株间的遗传多样性,另一方面也说明金沙江干热河谷根瘤菌具有极大的遗传性状多样性。根据数值分类的结果,对未知菌株（共43株）和19株已知参比菌株进行了16SrDNA PCR-RFLP分析。将四种限制性内切酶（HaeIIl、Msp I、HinfI和TaqI）的酶切结果转化为树状聚类图,结果表明,全部菌株在87%的相似性水平上分为21群,与数值分类在83%相似性水平上的分群结果基本一致,说明这两种分群方法可以相互印证:另一方面也表明金沙江干热河谷根瘤菌在遗传性状上也具有极大的多样性和系统发育关系上的多样性。16S rDNA序列分析的结果表明:三株代表菌株属于Rhizobium、Agrobacterium和Bradyrhizobium,在相似性水平上SCAU181、SCAU206与最相近的参比菌株差异性均小于1%,而SCAU187与最近参比菌株差异性为1.8%,遗传距离较远,其发育地位也不明确,有可能为根瘤菌新的属种,但还需进一步研究。综上所述,本文揭示了金沙江干热河谷地区这一特殊地理生态环境条件下山黑豆根瘤菌的表型多样性、遗传多样性以及系统发育关系上的多样性特征,丰富了根瘤菌多样性的基因库,为优良菌株的选育提供了种质资源,也为进一步研究该区豆科植物根瘤菌的系统分类地位奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 引言
• 1.2 根瘤菌多样性研究进展
• 1.2.1 根瘤菌的表型多样性
• 1.2.2 根瘤菌的遗传多样性
• 1.3 根瘤菌多样性研究中的分群方法
• 1.3.1 根瘤菌表型分群方法
• 1.3.2 根瘤菌遗传型分群方法
• 1.4 根瘤菌的系统发育地位研究
• 1.4.1 根瘤菌的分类系统
• 1.5 金沙江干热河谷地区山黑豆根瘤菌的研究现状和进展
• 1.5.1 金沙江干热河谷地区生态环境气候特征
• 1.5.2 山黑豆的应用价值
• 1.5.3 选题的目的和意义
• 2.研究材料和方法
• 2.1 研究材料
• 2.1.1 供试菌株
• 2.1.2 培养基
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 分离、纯化、保存和回接结瘤
• 2.2.2 表型性状分析
• 2.2.3 BOXAIR-PCR指纹图谱分析
• 2.2.4 16S rDNA PCR-RFLP酶切图谱分析
• 2.2.5 16S rDNA全序列分析
• 2.3 实验结果处理
• 2.3.1 数值分类
• 2.3.2 BOXAIR-PCR指纹图谱分析和16s rDNA PCR-RFLP酶切图谱分析
• 2.3.3 16S rDNA全序列分析
• 3 结果
• 3.1 金沙江干热河谷地区山黑豆根瘤菌表型多样性分析
• 3.1.1 山黑豆根瘤菌的生长速率和生长特性
• 3.1.2 供试根瘤菌数值分类
• 3.1.3 表观群中心菌株的确定
• 3.2 金沙江干热河谷地区山黑豆根瘤菌BOXAIR-PCR指纹分析
• 3.3.1 BOXAIR-PCR指纹图谱
• 3.3.2 BOXAIR-PCR指纹图谱分析
• 3.3 金沙江干热河谷地区山黑豆根瘤菌16S RDNA PCR-RFLP酶切图谱分析
• 3.3.1 16S rDNA PCR-RFLP酶切图谱
• 3.3.2 建立在16S rDNA PCR-RFLP分析基础上的遗传多样性研究
• 3.4 金沙江干热河谷地区山黑豆根瘤菌16S RDNA全序列分析
• 4 讨论
• 5 结论
• 6 对进一步研究的建议
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 附表