中国东北和华北地区紫花苜蓿根瘤菌遗传多样性研究

• 作者: 李昕芫 娄金秀 刘清源 胡健 张英俊
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 紫花苜蓿 根瘤菌 遗传多样性 系统发育 水平转移
• 年，卷（期）: 2021,（16）
• 所属期刊栏目: 作物遗传育种·种质资源·分子遗传学|CROP GENETICS & BREEDING·GERMPLASM RESOURCES·MOLECULAR GENETICS
• 页码范围: 3393-3405
• 页数: 13页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2021.16.003

摘要

[目的]紫花苜蓿(Medicago sativa L.)被誉为牧草之王,近年来,中国东北和华北地区种植面积不断扩大,但紫花苜蓿质量与产量仍不足以满足中国畜牧业发展的需求.本研究旨在分析中国东北和华北地区紫花苜蓿根瘤菌遗传多样性,为紫花苜蓿高效固氮根瘤菌的筛选与应用提供参考.[方法]采用表面消毒和平板划线法从根瘤中分离纯化根瘤菌单菌落;使用BOX-PCR方法对供试菌株进行基因型划分;选取代表菌株进行持家基因(atpD、glnII和rpoB)和共生基因(nifH和nodC)的系统发育分析.[结果]从中国东北和华北19个采样地共分离纯化了499株根瘤菌,BOX-PCR可将供试菌株分为37种BOX型,BOX型存在显著的地理分布现象,同时寄主品种对根瘤菌基因型具有一定的选择作用.97.60％(487/499)的根瘤菌为Sinorhizobium meliloti.其余12株分别为S.adhaerens、Mesorhizobium huakuii、Rhizobium loessense、R.mesosinicum、R.vignae、Mesorhizobium sp.和Phyllobacterium sp.,这12株根瘤菌仅在中国东北地区发现,华北地区根瘤菌均为S.meliloti.3个持家基因在紫花苜蓿根瘤菌种间系统发育分析结果一致,但其揭示优势种S.meliloti的种内多样性存在差异.共生基因系统发育结果显示,在根瘤菌属间和属内发生了共生基因的水平转移现象.nifH在S.meliloti种内显示出比nodC更丰富多样性.[结论]中国东北和华北地区紫花苜蓿根瘤菌具有较丰富的遗传多样性,且根瘤菌存在显著的地理分布特征和寄主选择现象.