含羞草(MimoSaspp.)Beta-根瘤菌物种资源多样性及系统发育研究

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本研究中采用16S rDNA PCR-RFLP分析、16S rDNA全序列分析、SDS-PAGE全细胞蛋白电泳等方法对分离自我国南方热带、亚热带地区的广东、广西、云南、福建、海南等地的130株含羞草(Mimosa spp.)根瘤菌进行物种资源多样性及系统发育研究,并对根瘤菌类群的分布规律进行分析。  16S rDNA PCR-RFLP研究结果表明,所有供试菌株在64%的水平上聚在一起,分为三个群。群 I为根瘤菌属(Rhizobium)类群,只包括2株供试菌株 HBU53008和HBU53009。群 II为贪铜菌属(Cupriavidus)类群,该群在81%的水平上分为2个亚群,亚群1包括 HBU53006、HBU53027、HBU53028等在内的17株菌,分别采自广西省南宁、北海;广东省珠海、湛江和东莞市;海南省五指山;云南省西双版纳、景洪和福建厦门;亚群2包括 HBU53007、HBU53016、HBU53017在内的56株菌株,分别采自我国广西省南宁、合浦、北海;广东省湛江、广州、肇庆和东莞;海南省五指山;云南省景洪及中缅边界;以及福建厦门。群 III为伯克霍尔德菌属(Burkholderia)类群,该群在92%的水平上分为了4个亚群,亚群1与参比菌株含羞草伯克霍尔德菌(Burkholderia mimosatum) LMG23256T聚在了一起,包括24株菌株,分别采自广西省的南宁、合浦、北海;广东省湛江、珠海及东莞;云南弄岛、西双版纳、景洪;福建厦门和海南省兴隆;亚群2与参比菌株瘤状伯克霍尔德菌(Burkholderia phymatum)LMG21445T聚在了一起,包括22株菌株,分别采自广西省南宁、合浦;广东省雷州市、湛江;云南省西双版纳;福建省福州。亚群3与参比菌株加勒比伯克霍尔德菌(Burkholderia caribensis)LMG18531T和萨比亚伯克霍尔德菌(Burkholderia sabiae)LMG24235T聚在了一起,共有6株菌株包括在内,株菌 HBU51005采自广东省珠海市,剩余菌株为来自广西土壤的捕捉菌株,亚群4与参比菌株根瘤伯克霍尔德菌(Burkholderia nodosa)LMG23741T聚在了一起,只有3株菌株,采集地为广西省柳州市。  依据16S rDNA PCR-RFLP分析结果,对每个类群的16株代表性菌株进行16S rDNA全序列测定,分析结果显示16S rDNA全序列测定结果与16S rDNA PCR-RFLP分析具有很好的一致性。16株代表菌株与模式菌株构建的系统发育树归在了3个系统发育分支中,分别为beta-变形杆菌纲伯克霍尔德菌属(Burkholderia)和贪铜菌属(Cupriavidus)、alpha-变形杆菌钢的根瘤菌属(Rhizobium)。  全细胞蛋白 SDS-PAGE分析结果显示,所有130株供试菌株共得到了15种不同的SDS-PAGE图谱类型。16S rDNA PCR-RFLP分析群 I中的两株菌 HBU53008和HBU53009SDS-PAGE图谱类型是一种,群 II中的73株菌和群 III中的的55株菌分别得到了7种不同的全细胞蛋白 SDS-PAGE图谱类型。图谱类型完全一致的被认为是相同的菌株类型。研究发现具有相同 SDS-PAGE图谱类型的菌株并不一定分离自同一采集地点,相反,同一采集地点分离的菌株虽分类地位相同,产生了不同的SDS-PAGE图谱类型。  通过对根瘤菌类群分布进行研究,发现分离到根瘤菌属(Rhizobium)类群的采样地点,其氮、磷、钾营养元素的含量均处于很低的一个状态。分离到伯克霍尔德菌属(Burkholderia)根瘤菌类群的广东和广西采样地点氮素的营养级别都在二、三级别,要比分离到贪铜菌属(Cupriavidus)根瘤菌类群的采样地点氮的营养状况偏好;广东和广西省采样地点磷素营养都在级别四以下,较为缺乏,没有较大区别;分离到伯克霍尔德菌属(Burkholderia)根瘤菌类群和贪铜菌属(Cupriavidus)根瘤菌类群的广西采样点钾素营养都在四级和五级水平,分离到伯克霍尔德菌属(Burkholderia)根瘤菌类群的广东采样点钾素营养很丰富,处于一级或二级水平,而分离到贪铜菌属(Cupriavidus)根瘤菌类群的采样点钾素营养都在四级和五级水平,钾素营养缺乏。同时分离到伯克霍尔德菌属(Burkholderia)和贪铜菌属(Cupriavidus)根瘤菌类群的广东采样点的氮、磷、钾营养状况都处于最低的级别五和级别六的水平,土壤营养极缺乏,相对于只分离得到其中一个根瘤菌属类群的广东采样点来说,只有 GD01(广东省湛江市雷州国道207线南渡收费站(公路边))采样点土壤营养状况与其相似,与广东其它他5个采样点的氮、磷、钾级别要高出这两个采样点1-5个级别不等。
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