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赖特孔菌属及近缘属的分类与系统发育研究 赖特孔菌属(Rhizobium)是一类土壤中常见的根瘤菌,它的主要作用是与豆科植物共生作用,在根瘤内与植物形成根瘤菌共生固氮,能够为豆科植物提供养分,提高其生长和产量。赖特孔菌属的分类与系统发育一直是微生物学领域的研究热点。 1.赖特孔菌属的分类 赖特孔菌属最初是由法国微生物学家法伯(Faber)于1879年在豆科植物根瘤中发现的,目前该属已经被分为十余个物种,其中包括赖特孔菌(R.leguminosarum),豌豆根瘤菌(R.sativus)、木质素变形菌(R.rubi)等。然而,针对赖特孔菌属分类仍存在争议。曾经有研究认为,赖特孔菌属应该分为三个物种包括果木根瘤菌、海岸豆根瘤菌和豆科植物根瘤菌。而现有分类体系则是基于菌株发酵基底的碳源种类、生物学和生态学特征、基因分析等多种因素综合考虑而制定出来的。当前赖特孔菌属的分类体系如下: 赖特孔菌属 |——R.leguminosarum |——R.etli |——R.tropici |——R.leucaenae |——R.ghrni |——R.khizobi 2.赖特孔菌属的系统发育 赖特孔菌属的系统发育研究始于20世纪80年代,当时应用16SrRNA在分子水平上分析了一些赖特孔菌株,得出了该属的系统发育树,该树中显示该属与根瘤菌短杆菌属(Agrobacterium)和光合细菌紫硫元杆菌属(Chromatiaceae)关系密切。此后,学者们又通过分析光合细菌紫质体的外膜蛋白(porins)的特征来探究其亲源性,结果显示赖特孔菌属与光合细菌的关系更加紧密。后来,通过拟南芥、小球藻等植物基因组的测序比对,揭示了多种植物物种与赖特孔菌的广泛共生现象,进一步加深了赖特孔菌属与豆科植物的亲源性关系。 近年来,随着基于多基因分析在分子分类学中的不断应用,学者们已经通过比较分析该属各种菌株的基因序列,如16S-23S-ITS、recA、atpD等基因,在系统发育上已经对赖特孔菌属的分类和亲缘关系得出了一些新结论。例如,通过比较分析16S-23S-ITS基因可以将赖特孔菌属分为三个小支系,分别为豌豆根瘤菌组,水稻根瘤菌组和豆科茎腐菌组。同时基于拟南芥的共生特点,还提出了赖特孔菌属的3个物种划分,分别为R.radiobacter、R.rhizogenes和R.BLS325。 总的来说,赖特孔菌属的分类及系统发育研究仍在不断地深入探索中,并且随着技术手段的不断提升,相信将来还会出现更加高精度和全面性的分类和成建制的系统发育模型。