蚕豆土著根瘤菌的生物地理分布及其形成机制
发布时间：2020-05-30 10:40
【摘要】：根瘤菌-豆科植物共生固氮体系是可持续性农业的重要组成部分。对根瘤菌生物地理分布以及形成机制的研究,将有助于因地制宜地指导根瘤菌剂的施用。本论文对我国三大蚕豆(ViciafabaL.)种植生态区(东部生态区,西南生态区,西北生态区)的44个样点里的蚕豆根瘤及土样进行了采集。从蚕豆根瘤里,共分离纯化出6种和蚕豆结瘤的根瘤菌: Rhizobium leguminosarum, Rhizobium laguerreae, Rhizobium pisi/Rhizobium fabae, Rhizobium anhuiense和两个未知种Rhizobiumsp.1,Rhizobium sp.2;并且基于菌株nodD基因的酶切图谱,将其划分为5种nodD型。利用16SrRNA、rpoB、nodD基因高通量测序方法研究了根圈土壤中细菌群落、根瘤菌物种、结瘤基因的生物地理分布特征。在我国三大蚕豆种植生态区,根圈中的微生物群落或根瘤菌群落在整体上并没有显著的生物地理分布差异,但是无论根瘤里还是根圈中的蚕豆根瘤菌都存在明显的生物地理分布。西北生态区的优势种R.laguerreae与土壤pH和含盐量呈正相关;而东部生态区的优势种 R.anhuiense表现出相反的趋势,在低盐低pH的采样点土壤中占优势。但是根瘤菌在灭菌土壤中的存活率实验表明:R. laguerreae和R.anhuiense在供试土壤样品中(pH 5.78 ～ 8.27;含盐量0.54～1.47 g·kg-1)的生存能力与它们在原始非灭菌土壤中的相对丰度有差异,土壤pH和含盐量不足以解释R.laguerreae和R.anhuiense的生物地理分布特点。此外,根圈细菌群落中相对丰度和R. anhuiense正相关的属比和R.laguerreae正相关的属多;以R.anhuiense为优势种的采样点的细菌群落a -多样性比以R.laguerreae为优势种的采样点的高。所以土壤中的生物因素和非生物因素可能都参与影响蚕豆根瘤菌的生物地理分布。从共生基因角度分析,根瘤里和根圈中的蚕豆根瘤菌nodD型存在着比相应的根瘤菌种更清晰的生物地理分布。竞争结瘤实验表明:不同“nodD型——根瘤菌基因组背景”组合与蚕豆的结瘤能力存在差异,蚕豆品种对根瘤菌种和nodD型都有选择,暗示着不同生态区的蚕豆品种有助于维持该生态区的优势种群,也参与影响蚕豆根瘤菌的生物地理分布。综上,本研究借助于高通量测序的研究方法和高分辨率的分子标记,揭示了根圈土壤中蚕豆根瘤菌在物种及其结瘤基因的生物地理分布特征,并研究了土壤和宿主植物等在蚕豆根瘤菌生物地理分布特征形成过程中的作用,为我们今后在接种根瘤菌剂的生产活动中做到“知己(根瘤菌剂)知彼(土著根瘤菌)”打下了基础。
【图文】：
位论文成群落距离远，扩散受限，群落在进化过程中产生多样性，例如，导致的基因型分化，或者产生新种。但是，由于调g目占涑叨炔灰唬财毡榇嬖冢蛭行┓植夹в鼋鲈冢ǖ某叨确段诓呕崦魉担缶嗬氤叨壬希┥⑹芟奘堑贾挛⑸锓植疾钜斓闹饕蛩兀晃⑸锶郝浣峁沟闹饕蛩兀恍【嗬氤叨壬希镏值墓泊嬷饕芷洳唤龃嬖谟谧匀坏纳低常淙晃⑷酰谌宋奈鬯砩澹簦幔欤玻埃保叮２ⅲ疲眨粒睿纾澹颍恚澹澹虻然苟跃嗬胨ゼ跸窒蟮奶剿鹘辛耍颍遥危粒┖凸δ芑颍ū兀停┰诓煌嗬氤叨壬系南嗨菩缘谋浠媛捎跋欤颍妫颍矢阆蛴谒婊职欤ǎ粒睿纾澹颍恚澹澹颍澹簦幔欤玻埃保叮Ｕ夂凸δ芰礁鼋嵌热シ治鑫⑸锏纳锏乩矸植迹佣玫亟馐推
本文编号：2688011
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