滨海耐盐豆科植物合萌根瘤菌多样性及演化历史研究

发布时间：2025-01-14 08:43

　　滨海盐碱地具有较高的农业发展潜力,但受水盐条件限制,只有少数耐盐植物能生长,经济价值较低。滨海耐盐豆科植物-根瘤菌共生体系应用于盐碱地改良,在实现降盐的同时,还能显著提高土壤肥力。本研究对滨海盐碱地豆科植物合萌根瘤菌进行多样性研究,利用比较基因组手段分析其演化历史,在扩充根瘤菌种质资源、加深对根瘤菌遗传发育历史的理解以及改良滨海盐碱地方面具有重要意义。合萌是一种半水栖的豆科植物,能与根瘤菌形成根瘤和茎瘤。本研究从山东半岛4个地点,共采集、分离了 300株合萌根瘤菌。根据recA基因序列筛选出19个代表性菌株。对代表菌株进行16S rRNA基因系统发育分析,确定合萌根瘤菌属于Bradyrhizobium属。通过多位点序列分析将合萌根瘤菌划分为10个基因种。与世界范围合萌根瘤菌进行比较分析,10个合萌根瘤菌基因种中,6个基因种首次发现。固氮基因nifH和光合基因pufLM的系统发育树与持家基因系统发育树高度一致。对合萌根瘤菌中的结瘤基因(nodA、nodB、nodC、nodZ)进行PCR扩增,所有代表菌株均未检测到结瘤基因。19株合萌根瘤菌代表菌株均能与合萌形成根瘤,但只有8株合萌根瘤菌能形...

【文章页数】：157 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1根瘤菌-豆科植物共生体系形成过程(Downie,2007)

根瘤菌与豆科植物形成共生体系的方式有两种(图1.1):一种是依赖根瘤菌合成的结瘤因子作为信号分子(Wim等,2002),在根瘤菌与豆科植物之间进行信号交流,诱导植物根系的根毛卷曲,随后根毛形成中空的侵染线,根瘤菌通过侵染线进入植物体内,诱导一系列反应,最终形成根瘤共生体系,这种侵....

图1.2结瘤因子三维结构(Wim等,2002)

在根瘤形成过程中,根瘤菌响应植物根系分泌物后,诱导合成并分泌结瘤因子,负责宿主和根瘤菌之间的信号交流。结瘤因子是一种重要的信号分子,通常为脂几丁质寡糖(Downie,2007;Cooper,2004)。脂几丁质寡糖由N-乙酰葡萄糖残基聚合而成,在非还原性末端存在各种取代基修饰。不....

图1.3合萌-慢生根瘤菌NF-independent共生方式演化假说(Takashi等,2012)

合萌属植株根据结瘤方式可分为三个类群(CI-I、CI-II、CI-III)(Miché等,2010),包括NF-dependent结瘤方式和NF-independent结瘤方式。有研究对合萌属结瘤方式演化历史进行探讨,推测合萌根瘤菌进化方式有三种情况(图1.3)。一种被普遍接受的....

图1.4原核生物水平基因转移方式(Stecher等,2013)

噬菌体可以在细菌之间传递基因,它们在不同菌株之间转移过程中,有时会携带前宿主基因组DNA并将其整合到下一任宿主中。另外,许多噬菌体会将自身的基因组DNA整合到宿主中。这些遗传物质不涉及噬菌体介导的宿主裂解过程,但确实能改变宿主的表型(Brüssow等,2004)。噬菌体能在环境中....

本文编号：4026688