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气候、植物、土壤对根瘤菌能在豆科植物上结瘤的选择

已有 5350 次阅读 2007-12-16 07:11 |个人分类:科研工作|系统分类:科研笔记

根瘤菌能与豆科植物形成共生固氮体已是一个不争的话题,但什么样的根瘤菌能与豆科植物形成共生体则随着根瘤菌范围的扩大(由原来的α变形杆菌纲扩大到ß变形杆菌纲[文献1])及根瘤菌多样性的增加而变得日益复杂。

在实验室内用豆科植物从各地采来的土壤中捕捉根瘤菌是获取根瘤菌菌株的方法之一,本人在以前的博文中曾提到这种方法,还讲到了它的优缺点,文章见:从豆科植物根瘤内分离根瘤菌的方法——之一:“消毒种子原始土壤捕捉根瘤菌法”(http://www.sciencetimes.com.cn/blog/user_content.aspx?id=7331)。但从我们实验室的研究结果及国内外的报道来看,从土壤中用豆科植物捕捉的根瘤菌并不能代表原始土壤地采来的根瘤菌,换句话说,原始土壤受当地气候和环境的影响,使得一些土壤中的根瘤菌能与种在当地的豆科植物结瘤;而在实验室条件下,原始土壤中的根瘤菌可能不能再与同样的豆科植物结瘤,取而代之的是另一种根瘤菌与豆科植物结瘤了。

这样一来,我认为是气候环境、豆科植物、土壤背景共同影响着根瘤菌与豆科植物的结瘤,如果“豆科植物、土壤背景”一样,则气候环境是影响根瘤菌与豆科植物结瘤的首要因素,当气候环境一样时,则豆科植物决定了哪些根瘤菌能与它结瘤,而最后一个决定因素是土壤背景,因为只有土壤中有根瘤菌的存在,才能与豆科植物形成根瘤,否则不能形成根瘤菌。

这里有一些例子:

1)湖北地区不同土壤中用大豆捕捉到的根瘤菌,选择其中的33株进行研究发现它们是中华根瘤菌属(Sinorhizobium),(总共捕捉到167株,33株之外的根瘤菌是什么样的,作者没进一步报道,期待中......)[见文献2]

2)黑龙江省不同地区土壤中用大豆捕捉到的根瘤菌全是慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium),且与直接从当地采集的根瘤菌在遗传特性上有所不同;

3)新疆地区不同土壤,用大豆捕捉到的根瘤菌,结果多数属于......,(请等我确认是哪个属);

4)从山东、河南、河北、北京、内蒙、辽宁等地带回的土壤样品,在实验室内用黄耆属植物捕捉根瘤菌,则捕捉到的多数为中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium)。而从当地采集的根瘤菌却归属于不同的属,如根瘤菌属(Rhizobium)中华根瘤菌属(Sinorhizobium)等。

从上面的例子,特别是第4个例子看,在实验室内这样一个小的气候环境中,中慢生根瘤菌属能与黄耆属植物结瘤,而在自然气候中,有多种根瘤菌能与黄耆属植物结瘤。

综上所述,我可以得出这样的结论:1)从实验室捕捉的根瘤菌不能代表自当地环境中采集到的根瘤菌;2)野外采集根瘤菌还得加强,这样才能反映出当地的根瘤菌特性;3)如果把实验室环境作为一个小气候环境的话,那么这个气候环境是与野外的气候环境是不同的,气候环境会影响到根瘤菌的结瘤;4)同是大豆一种植物,在不同的气候环境、不同的土壤背景下可与不同的根瘤菌结瘤。

以上是我自己得出的结论,各位看后认为有不同于我的结论或看法的,请与我联系。或在下面跟贴。

 

文献:

1.Moulin L, Munive A, Dreyfus B, Boivin-Masson C. Nodulation of legumes by members of the beta-subclass of Proteobacteria. Nature. 2001 Jun 21;411(6840):948-50.

2. M Camacho , C Santamaría , F Temprano , D N Rodríguez-Navarro , A Daza , R Espuny , R Bellogín , F J Ollero , M C C P Lyra de , A Buendía-Clavería , J Zhou , F D Li , C Mateos , E Velázquez , J M Vinardell , J E Ruiz-Sainz Soils of the Chinese Hubei province show a very high diversity of Sinorhizobium fredii strains. Syst Appl Microbiol. 2002 Dec ;25 (4):592-602 12583720



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