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根瘤菌与豆科植物共生结瘤将空气中的N2还原成植物可以利用的氮元素,同时豆科植物为根瘤菌提供碳源、能源及其他营养物质。截止到目前,在报道的可结瘤的植物中,大部分植物只在根部形成根瘤,只有少数植物可形成茎瘤。本文实验菌株Azorhizobium caulinodans ORS571与毛萼田菁共生,既可形成根瘤又可形成茎瘤,ORS571全基因组于2008年测序完成,在其基因组中检测到一个约87.6 kb的共生岛,共生岛内有很多与转移相关的基因,还含有与结瘤因子合成相关的基因。目前关于细菌基因水平转移的研究主要集中在病原细菌致病性基因的水平转移,关于根瘤菌共生基因水平转移的研究不多,本文对ORS571的共生岛基因进行了研究。通过接合的方式研究不同根瘤菌接受田菁根瘤菌共生岛的能力大小,首先在ORS571共生岛的间隔区插入kanamycin抗性基因,以此作为接合的供体菌命名为Azc1,受体选用实验室内的根瘤菌,包括 Rhizobium,Mesorhizobium,Sinorhizobium,Bradyrhizobium4个属的菌株。结果表明,在实验范围内,Rhizobium属和Bradyrhizobium属的根瘤菌不能接受共生岛,Mesorhizobium属的3种根瘤菌都可接受共生岛,而Sinorhizobium属部分菌株可接受共生岛,转移的频率在10-7～10-8。为了验证在有植物存在的情况下转移频率是否提高,以毛萼田菁、紫云英、玉米作为诱导植物对共生岛水平转移频率进行检测。结果发现共生岛的转移频率在加有植物时比不加植物时至少提高10倍,不同的植物提高的程度有所差别。因共生岛内含有与结瘤相关的基因位点,随后对共生岛的生理功能进行了研究。结果表明共生岛转移后可以使受体菌获得与新宿主结瘤的能力,经固氮酶活性测定证明所结茎瘤具有固氮活性。进一步对共生岛内结瘤基因进行缺失,发现Azcl缺失nodD后不再与宿主毛萼田菁结瘤,缺失相同nodD的获接合子则仍然可与毛萼田菁结瘤。综上所述,通过人工接合的方式确定了 ORS571的共生岛可以向其他属的根瘤菌转移,转移频率约10-7,且宿主植物对共生岛的转移频率有促进作用,同时也发现共生岛转移后可使受体菌获得与新宿主结瘤的能力。