攀西干热河谷豆科树根瘤菌的遗传多样性及系统发育研究.docx

攀西干热河谷豆科树根瘤菌的遗传多样性及系统发育研究
摘要：
豆科植物与根瘤菌的共生是一种特殊的生物学现象，能够对土壤中的氮素进行固定，提供植物所需的氮源，具有重要的生物学意义。本研究利用16SrRNA、atpD、recA、nifH和nodC基因序列，对攀西干热河谷的豆科根瘤菌进行了系统发育和遗传多样性研究。结果表明，攀西干热河谷豆科根瘤菌具有较高的遗传多样性，主要分布在豇豆、黄豆和花生这三个豆科作物之间。同时，攀西干热河谷豆科根瘤菌属于α-分枝杆菌属，与瑞士、澳大利亚、美国和中国其它地区的根瘤菌具有密切的关系。
关键词：豆科根瘤菌；遗传多样性；系统发育；攀西干热河谷
引言：
植物与根瘤菌的共生对维持许多生态系统中的氮循环和陆地生态系统的稳定性非常重要。豆科植物与根瘤菌的共生在环境修复、农业生产和食品产业方面具有极大的应用价值。如果能够了解根瘤菌的遗传多样性和系统发育关系，对优化共生栽培、筛选菌剂和培育新菌种都将有所帮助。攀西干热河谷是一个典型的热带干热河谷气候区，这里豆科作物种类丰富，根瘤菌种群独特，对于研究豆科根瘤菌的遗传多样性和系统发育具有重要意义。
材料与方法：
1.样品采集：本研究在攀西干热河谷采集了38个豆科根瘤菌样品，包括豇豆、黄豆、花生和菜豆四种作物。样品采用的是土壤法，将植物根系与土壤一同采集。
2.样品处理：将采集到的根瘤菌样品进行分离、纯化，并以纯化菌悬液为模板进行PCR扩增。
3.PCR扩增：选取16SrRNA、atpD、recA、nifH和nodC基因作为指标基因，采用已制备好的引物对样品进行PCR扩增。
4.基因测序：将PCR扩增得到的产物进行测序，获得基因序列。
5.取序列比对与构建系统发育树：运用MEGA6.0软件将所得序列进行比对并构建系统发育树。
6.分析遗传多样性指标：利用POPGENE1.32软件对所得基因序列进行分析，计算遗传多样性指标。
结果：
在本研究的16SrRNA、atpD、recA、nifH和nodC五个基因的序列分析中，攀西干热河谷共采集到38个豆科根瘤菌样品，其中，20个豇豆样品、10个花生样品、3个黄豆样品和5个菜豆样品。通过系统发育树的构建和遗传多样性指标的计算，我们获得了下列结果：
1.系统发育：结果显示，攀西干热河谷豆科根瘤菌属于α-分枝杆菌属，与瑞士、澳大利亚、美国和中国其它地区的根瘤菌具有密切的关系。
2.遗传多样性：攀西干热河谷豆科根瘤菌具有较高的遗传多样性，其中，豇豆的遗传多样性最高，随之是花生和黄豆，最低为菜豆。
讨论：
本研究利用基因序列分析对攀西干热河谷豆科根瘤菌的遗传多样性和系统发育进行了研究。结果表明，攀西干热河谷豆科根瘤菌具有较高的遗传多样性，主要分布在豇豆、黄豆和花生这三个豆科作物之间。同时，攀西干热河谷豆科根瘤菌属于α-分枝杆菌属，与瑞士、澳大利亚、美国和中国其它地区的根瘤菌具有密切的关系。
结论：
攀西干热河谷豆科根瘤菌具有较高的遗传多样性，主要分布在豇豆、黄豆和花生这三个豆科作物之间。攀西干热河谷豆科根瘤菌属于α-分枝杆菌属，与瑞士、澳大利亚、美国和中国其它地区的根瘤菌具有密切的关系。这些结果为优化共生栽培、筛选菌剂和培育新菌种提供了基础。