西北部分矿区豆科植物根瘤菌表型多样性及16S rDNA RFLP分析

论文摘要

本研究从生长在西北部分矿区的豆科植物根瘤中分离筛选到对重金属有抗性的38株根瘤菌,采用PCR-RFLP分子技术进行16S rDNA指纹图谱分析,选取每种类型的代表菌株进行16S rDNA全序列测定,建立系统发育树状图,并对其进行耐盐性、初始pH生长、生长温度范围、对重金属的抗性、唯一氮源利用、唯一碳源利用和对抗生素和染料的抗性共119项生理生化表型性状测定。着重对38株菌进行Zn、Hg、Cu、Cd和Pb 5种重金属的抗性研究。结果表明,供试菌株分别归属于中华根瘤菌属（Sinorhizobium）,根瘤菌属（Rhizobium）和土壤杆菌属（Agrobacterium）。大多数大豆属根瘤菌和野豌豆属根瘤菌分别属于S. fredii和R. leguminosarum,天蓝苜蓿根瘤菌属于S. meliloti和S. xinjiangense;CCNWSX1294与R. sullae的相似性为98.83%,存在13个碱基差异,可能为潜在的新种。西北部分矿区豆科植物的根瘤菌在生理生化测定中有57.9%的菌株能耐受5%的NaCl,所有菌株均能在初始pH912的YMA培养基上生长,具有较强的耐盐碱能力;有26.3%的菌株耐低温,所有菌株都具有耐瞬时高温的特性;供试菌株能广泛利用氮源和碳源,不同的菌株对不同的重金属、抗生素和染料的抗性程度上存在一定的差异。代表菌株CCNWSX1277和CCNWSX1294可耐受2.0 mmol·L-1的Zn2+,CCNWSX1277可耐受0.25 mmol·L-1的Hg2+,大多数代表菌株可耐受1.6 mmol·L-1的Cu2+,仅3株代表菌株可以耐受Cd2+,其中CCNWSX1277能耐受1.4 mmol·L-1的Cd2+,所有代表菌株能耐受2.5 mmol·L-1的Pb2+。Agrobacterium属的2株代表菌株对5种重金属均有较强的耐受性;而Rhizobium属的4株菌和Sinorhizobium的3株菌对5种重金属的耐受性不同,表现出较大的差异。总体来看,供试菌株对重金属的耐受性顺序为Agrobacterium > Rhizobium > Sinorhizobium。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 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研究
• 1.2.2 根瘤菌的遗传多样性研究
• 1.3 根瘤菌多样性研究中存在的问题
• 1.4 根瘤菌在应用研究中的展望
• 1.4.1 根瘤菌在农业中的应用
• 1.4.2 根瘤菌在环境修复中的应用
• 1.5 本研究的目的与意义
• 1.5.1 研究目的
• 1.5.2 研究意义
• 试验研究
• 第二章 西北部分矿区豆科植物16S rDNA PCR-RFLP 分析及系统发育研究
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 菌株
• 2.1.2 DNA 模板的提取
• 2.1.3 16S rDNA 的扩增
• 2.1.4 酶切与电泳
• 2.1.5 16S rDNA 全序列测定
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 16S rDNA PCR-RFLP 电泳图谱类型
• 2.2.2 16S rDNA PCR-RFLP 遗传图谱类型
• 2.2.3 16S rDNA 全序列分析
• 2.3 讨论
• 第三章 豆科植物根瘤菌的结瘤试验与表型多样性研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 供试菌株
• 3.1.2 供试菌株的结瘤试验
• 3.1.3 生理生化指标测定
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 供试菌株的结瘤试验结果
• 3.2.2 生理生化指标测定结果
• 3.2.3 代表菌株的重金属抗性结果
• 3.3 讨论
• 第四章 结论与讨论
• 4.1 结论
• 4.2 讨论
• 4.2.1 根瘤菌与土壤杆菌的关系
• 4.2.2 不同菌株与重金属抗性的关系
• 4.2.3 根瘤菌的生境与其对重金属抗性的关系
• 参考文献
• 附录
• 缩略词
• 致谢
• 作者简介