昆仑山北坡不同海拔豆科植物根瘤内生菌多样性及潜在根瘤菌特征分析
文献类型：学位论文
| 作者 | 庞金凤 |
| 答辩日期 | 2019-06-30 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 曾凡江 ; Brian P. Hedlund |
| 关键词 | 不同海拔高度 豆科植物 根瘤内生菌 潜在根瘤菌 寄主专一性 Elevation gradient Legumes Nodule endophytes Rhizobiales Host specificity |
| 学位专业 | 工程硕士 |
| 其他题名 | Diversity of Endophytes within Root Nodules in Diverse Legumes and the Characteristic of Potential Rhizobium along an Elevation Gradient in the Kunlun Mountains |
| 英文摘要 | 氮素是植物生长发育中至关重要的元素之一。 据统计， 豆科植物-根瘤菌共生体生物固氮为豆科植物贡献了超过 65％的氮元素，因此对于农牧业的发展及干旱区土壤和植被的管理具有重要意义。 然而， 目前对根瘤菌-寄主植物与生态环境之间的关系尚未被完全了解。 因此， 本研究以昆仑山北坡豆科植物根瘤为研究对象，通过分离纯化， 对从 16S rRNA 基因、 recA 基因序列物种多样性和关键生理特性实验中分离得到的内生菌进行了相关研究，揭示了昆仑山北坡区域豆科植物-根瘤菌和生态环境之间的内在联系和潜在根瘤菌的寄主专一性，为确定当地根瘤菌系统发育地位及合理利用昆仑山北坡根瘤菌资源库提供了理论依据。研究结果如下：（1） 在昆仑山北坡不同海拔（0-10 厘米， 10-20 厘米和 20-30 厘米） 土壤养分分析中，土壤的有机碳和全氮含量均随海拔升高显著增加。 全磷和土壤含水量显示出相似的趋势，但相关性不显著。相反，全钾和土壤 pH 均未显示出升高趋势。根际周围土壤显示出与之相似的海拔变化趋势，有机碳含量，全氮和全钾随海拔升高而增加，而 pH 和全钾未表现出明显的变化趋势。（2） 在豆科植物根瘤内生菌多样性特征的研究方面： 本研究中的豆科植物包括蝶形花亚科（6 种）和含羞草亚科（1 种）， 其中蝶形花亚科的根瘤内生菌多样性更高。在分离出的内生菌中， 芽孢杆菌在所有海拔高度的全部宿主植物中占主导地位，其次是根瘤菌和假单胞菌。 从五个不同的海拔的五个不同的宿主豆科植物中获得 39 个潜在根瘤菌。 Spearman 相关分析表明， Pseudomonas 相对丰度与根际周围土壤全钾含量呈显著负相关关系，而 Bacillus 相对丰度与昆仑山样方土壤全磷含量、全钾含量以及 pH 呈显著负相关关系。（3） 在潜在根瘤菌系统学研究方面：通过 recA 基因测序鉴定出的 36 个根瘤菌菌株，分别属于 9 个不同的系统发育分支， 但均属于 Rhizobiales。源自 recA 基因的系统树与 16S rRNA 基因的系统树基本一致。根据 recA 系统发生学，根瘤菌分离株属于 Agrobacterium， Allorhizobium， Bosea， Ensifer， Microvirga，Pararhizobium， Phyllobacterium， and Rhizobium，分离株在物种水平上具有很高的多样性，其中 Ensifer 和 Rhizobium 是最大的群体。（4）对 39 株潜在根瘤菌的关键表型特征测定中发现， 所有菌株都可以在 Ashby’sMannitol Agar（AMA）无氮培养基上正常生长，表明它们可以固定大气中的氮；所有菌株均在 25℃下生长良好，但无法在 60℃下生长； 从高海拔（> 2600 m）分离出的许多菌株（10/13）能够在 4℃下生长，而从低海拔分离的只有一半（13/26）可以在 4 ℃下生长；同时， 这些菌株具有广泛的异养活性，大量菌株能够利用麦芽糖（37/39），蔗糖（35/39），肌醇（35/39）和淀粉（31/39）。相比之下， 极少数（7/39） 分离株可以利用果糖，没有菌株利用丙酸酯， 大多数（30/39） 菌株能够从甘露醇培养基中生产酸。大多数菌株能够以单一的 L-氨基酸或硝酸盐作为唯一的氮源生长， 但是，只有极少数（2/39）能够利用铵。所有测试的菌株都能够在 3％NaCl 条件下正常生长，而只有少数菌株在 7-8％NaCl 下正常生长； 几乎所有菌株的 pH 生长范围在 6-10。 结果表明， 不同潜在根瘤菌在相同的生长条件下生长状况存在差异， 同一菌株的生长状况也因原有生长环境的不同即使在相同的生长条件下也表现不同。 |
| 学科主题 | 生物工程 |
| 语种 | 中文 |
| 源URL | [http://ir.xjlas.org/handle/365004/15351]  |
| 专题 | 中国科学院新疆生态与地理研究所 新疆生态与地理研究所_研究系统 |
| 作者单位 | 中国科学院新疆生态与地理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 庞金凤. 昆仑山北坡不同海拔豆科植物根瘤内生菌多样性及潜在根瘤菌特征分析[D]. 北京. 中国科学院大学. 2019. |
入库方式： OAI收割
来源：新疆生态与地理研究所
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