陜西省太白尾礦廢棄地重金屬抗性根瘤菌的特性及其遺傳多樣性研究.pdf

1、從陜西太白金礦尾礦廢棄地收集廣布野豌豆、天藍苜蓿、歪頭菜、截葉鐵掃帚、馬棘、金翼黃芪、杭子梢、葛藤等7個屬8種豆科植物根瘤，分離純化得到108株根瘤菌，從中篩選具有重金屬抗性的優(yōu)良根瘤菌菌株，并對其中55株根瘤菌進行遺傳多樣性及系統(tǒng)發(fā)育地位研究。本論文是國內首次對西北干旱半干旱地區(qū)礦區(qū)根瘤菌遺傳多樣性及其重金屬抗性特性的研究。 通過重金屬抗性篩選實驗，篩選得到一株抗性優(yōu)良、生長勢較好的根瘤菌菌株RS33-2，并進行該菌在不同pH

2、培養(yǎng)條件下的生長曲線測定、不同重金屬元素不同濃度的菌體生長抑制實驗、菌體對重金屬離子吸附量、抗性基因擴增和生理生化特性、系統(tǒng)發(fā)育地位等方面的研究。 不同pH培養(yǎng)條件下的生長曲線表明：隨著pH降低，菌體生長量降低，pH介于6.5-7.0時菌體的生長勢最好。不同重金屬元素不同濃度的菌體生長抑制結果顯示：四種重金屬對菌體生長抑制能力順序為：Cd<'2+>>Cu<'2+>->pb<'2+>>Zn<'2+>，隨著重金屬離子濃度的升高，菌體

3、生長量隨之降低，在高濃度重金屬離子下菌體在開始生長階段呈現(xiàn)負增長現(xiàn)象。菌體對不同重金屬元素離子的吸附表明：RS33-2對重金屬的吸附量大小順序為：Zn<'2+>>Cd<'2+>>pb<'2+>>cu<'2+>，細胞內對重金屬的吸附比細胞壁的吸附大，菌體對重金屬最大吸附量隨元素種類，處理時間的不同而不同。 擴增重金屬抗性基因的部分序列結果表明RS33-2菌株存在抗銅的基因cop A，測序并進行比對發(fā)現(xiàn)其相似性與Caulobacte

4、r crescentus CB15(NP419780)最高，為69.6％；系統(tǒng)發(fā)育地位研究表明RS33-2與土壤桿菌屬Agrobacterium的親緣關系較近，相似性為98.8～94.4％，其中與Ag.tumefaciens LMG196相似性最高，為98.8％。 對寄主植物分別為天藍苜蓿、歪頭菜、截葉鐵掃帚、廣布野豌豆、葛藤、杭子梢的55株根瘤菌進行16S rDNA PCR-RFLP、23S rDNA PCR-RFLP、IGS

5、 PCR-RFLP的遺傳多樣性分析及16S rDNA全序列系統(tǒng)發(fā)育地位研究。16S rDNA PCR-RFLP結果顯示所有菌株在70％的相似性水平聚到一起，根據(jù)寄主植物關系將所有菌株分成3個遺傳群。23S rDNA PCR-RFLP結果顯示所有菌株在74％相似性水平上聚到一起，IGS PCR-RFLP分析表明所有菌株在66％相似性水平聚到一起。16S rDNA PCR-RFLP與23S rDNA PCR-RFLP結果具有較好的一致性。P

6、CR-RFLP分析結果顯示：分離白天藍苜蓿的根瘤菌遺傳差異性較少，分離自截葉鐵掃帚的根瘤菌表現(xiàn)出豐富的遺傳多樣性。 在16S rDNA PCR-RFLP分析結果的基礎上，選取有代表性的菌株進行16S rDNA全序列測定。系統(tǒng)發(fā)育地位分析結果顯示：分離自天藍苜蓿的根瘤菌TB50-1和TB99-2屬于中華根瘤菌Sinorhizobium屬，與S.melilotiLMG6133的關系較近，相似性最高，分別為99.8％和99.4％；分離