以3株紫花苜蓿(Medicago sativa)内生根瘤菌株(LP3、WLP2和WLG1)为材料,进行抗逆和促生能力研究,并采用试管砂培法对WL168HQ苜蓿(M.sativacv.WL168HQ)进行接种试验,以不含根瘤菌的培养液为对照,分析菌株的共生固氮能力。结果表明,菌株WLP2能耐受除红霉素和庆大霉素外的所有抗生素≥300μg·mL~(-1);能在6%NaCl、pH 5~11和温度8~40℃的环境下生长,对盐、pH和温度的适应范围广;能溶解有机磷和无机磷,分泌IAA能力强。菌株WLG1接种,单株结瘤数、地上干重和地下干重显著高于对照处理(P<0.05),分别比对照增加了208.16%、72.35%和122.33%;单株有效根瘤重、根长和单株叶片数明显高于对照处理,分别比对照高了6.68%、9.57%和53.59%。综上所述,菌株WLP2对抗生素、盐、pH和温度的抗性以及促生能力较强,菌株WLG1对WL168HQ苜蓿接种效果最佳,共生固氮能力强。

本研究利用SX01、HB02两株根瘤菌菌株对山西右玉草地补植的紫花苜蓿中苜一号进行了田间接种试验。为了检验根瘤菌菌株的接种效果和筛选高效紫花苜蓿根瘤菌菌株,采用BOX-PCR分子标记方法对接种根瘤菌菌株的田间竞争结瘤能力进行了研究。通过对接种供试菌株及田间分离获得的根瘤菌菌株进行BOX-PCR及不同菌株之间的BOX分子指纹图谱比较,检测供试菌株的田间占瘤率。结果表明,紫花苜蓿接种供试菌株60 d后,SX01、HB02两株根瘤菌菌株的田间占瘤率分别达到46.7%,53.3%,说明这两株根瘤菌菌株均具有较强竞争结瘤能力,可以作为高效根瘤菌菌株进行田间推广应用;并阐明了BOX-PCR作为一种分子标记...

本研究设定4个pH梯度(4.43,5.06,6.43和7.16),设置了接种AMF根内球囊霉(Glomus intraradices)、苜蓿中华根瘤菌(Sinorhizobium medicae)、同时接种AMF和根瘤菌以及不接菌处理分析温室不同pH处理下接种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)和根瘤菌(rhizobia)对紫花苜蓿(Medicago sativa)生长的影响。结果表明,酸胁迫抑制了紫花苜蓿的生长,使其株高降低了1.27%10.13%,地上生物量

为了在晋北生态区给主要推广品种筛选适宜的高效根瘤菌，使紫花苜蓿－根瘤菌共生体充分发挥共生固氮作用，建立高效、高产、优质紫花苜蓿生产体系。将中国农业科学院菌种保藏中心筛选出的９株紫花苜蓿根瘤菌作为试验材料，以山西大同地区的土壤为基质，结合温室盆栽和田间试验，比较供试材料的结瘤数、固氮酶活性、株高、生物量等指标的变化情况。筛选出适合供试材料巨能耐盐紫花苜蓿品种的４株高效根瘤菌ＣＣＢＡＵ３００１５、ＣＣＢＡＵ ＮＭＣ０２４－１、ＨＢＵ０７００４和ＣＣＢＡＵ３０１９８，并将这４株菌进行田间接种效果验证。结果表明，接种ＣＣＢＡＵ３００１５、ＣＣＢＡＵ ＮＭＣ０２４－１、ＨＢＵ０７００４和ＣＣＢＡＵ３０１．．．

在内蒙古库布齐沙地研究了根瘤菌拌种比例对紫花苜蓿(Medicago sativa)生长和结瘤的影响。紫花苜蓿品种为"4010",按根瘤菌与苜蓿种子的质量比,设0、10、20g·kg(-1) 3种处理,测定株高、根瘤数随时间的变化和两茬的产量和营养含量。结果表明,根瘤菌拌种对苜蓿株高、根瘤、产量以及第1茬的茎叶比和营养含量均有显著影响(P<0.05)。经拌种处理的根瘤数比不拌种的对照组多14倍。20g·kg(-1)拌种时株高和产量最高,株高比不拌种高6.8cm;两茬干草总产量比不拌种高1.79t·hm(-2

以甘农5号紫花苜蓿(Medicago sativa ‘Gannong No.5’)为材料,设置未添加硼且未接菌的紫花苜蓿为对照和添加不同硼浓度(0、0.05、1、5、10和100 mg·L~(-1))的两种根瘤菌菌液(Sinorhizobium meliloti LZgn5f和S. meliloti 12531f)接种紫花苜蓿幼苗根部,研究硼处理根瘤菌接种对不同时期根、茎、叶中可溶性糖含量的影响。结果表明:1 mg·L~(-1)硼处理外源根瘤菌12531f和100 mg·L~(-1)硼处理内源根瘤菌gn5f接种后,不同取样时期苜蓿根和茎中可溶性糖含量均高出对照和单独接菌处理,且可以促进不同时期苜蓿体内可溶性糖向根和茎中运输积累。综上所述,适宜的硼处理两菌株均可促进不同生长时期叶中可溶性糖向根和茎中运输积累,保持根、茎、叶中可溶性糖的动态平衡。

【目的】紫花苜蓿(Medicago sativa L.)被誉为牧草之王,近年来,中国东北和华北地区种植面积不断扩大,但紫花苜蓿质量与产量仍不足以满足中国畜牧业发展的需求。本研究旨在分析中国东北和华北地区紫花苜蓿根瘤菌遗传多样性,为紫花苜蓿高效固氮根瘤菌的筛选与应用提供参考。【方法】采用表面消毒和平板划线法从根瘤中分离纯化根瘤菌单菌落;使用BOX-PCR方法对供试菌株进行基因型划分;选取代表菌株进行持家基因(atpD、glnII和rpoB)和共生基因(nifH和nodC)的系统发育分析。【结果】从中国东北和华北19个采样地共分离纯化了499株根瘤菌,BOX-PCR可将供试菌株分为37种BOX型,BOX型存在显著的地理分布现象,同时寄主品种对根瘤菌基因型具有一定的选择作用。97.60%(487/499)的根瘤菌为Sinorhizobium meliloti。其余12株分别为S. adhaerens、Mesorhizobium huakuii、Rhizobium loessense、R.mesosinicum、R. vignae、Mesorhizobium sp.和Phyllobacterium sp.,这12株根瘤菌仅在中国东北地区发现,华北地区根瘤菌均为S. meliloti。3个持家基因在紫花苜蓿根瘤菌种间系统发育分析结果一致,但其揭示优势种S. meliloti的种内多样性存在差异。共生基因系统发育结果显示,在根瘤菌属间和属内发生了共生基因的水平转移现象。nifH在S.meliloti种内显示出比nodC更丰富多样性。【结论】中国东北和华北地区紫花苜蓿根瘤菌具有较丰富的遗传多样性,且根瘤菌存在显著的地理分布特征和寄主选择现象。

从紫花苜蓿(Medicago sativa)茎部及根部分离内生细菌,采用对峙培养法测定内生细菌对紫花苜蓿根腐病菌厚垣镰孢菌(Fusarium chlamydosporum)、辣椒根腐病菌尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)和茄镰孢菌(Fusarium solani)、黄瓜枯萎病菌(Fusarium oxysporum)、马铃薯枯萎病菌(Fusarium oxysporum)和核桃枝枯病菌燕麦镰刀菌(Fusarium avenaceum)和锐顶镰刀菌(Fusarium acuminatum)的拮抗作用,测定优良拮抗菌株的固氮、溶磷(无机磷)和分泌生长素的能力,并对所筛选的优良拮抗内生细菌进行形态学特征和16S rDNA基因序列分析鉴定。结果表明,从紫花苜蓿茎部及根部共分离得到的80株内生细菌中,39株对紫花苜蓿根腐病菌的抑菌率高于50%,9株抑菌率在61%以上,分别为MS-43 (63.96%)、MS-40 (63.75%)、MS-46 (63.54%)、MS-2 (63.13%)、MS-31 (62.29%)、MS-52 (62.08%)、MS-80 (61.88%)、MS-55 (61.46%)和MS-33 (61.25%);MS-33、MS-40、MS-43、MS-46和MS-52对其他6株镰刀菌(Fusarium spp.)的抑菌率均高于60%,MS-43的平均抑菌率达66.11%,具有固氮能力和分泌生长素能力;通过培养性状、形态特征和16S rDNA序列相似性分析,菌株MS-43属于类芽孢杆菌属(Paenibacillus)。

【目的】克隆3个紫花苜蓿乙烯应答因子基因,分析其在不同条件下的表达特性;构建植物表达载体并转化烟草,对转基因烟草的耐盐性进行初步鉴定。【方法】根据已获得的cDNA序列设计引物,扩增MsERF5、MsERF8和MsERF11的DNA序列,并分析基因结构;利用半定量RT-PCR技术分析其组织表达特异性和胁迫条件下的表达特性;通过农杆菌介导的方法转化烟草,鉴定盐胁迫条件下转基因烟草的表型和生理生化特性,初步验证其功能。【结果】MsERF5、MsERF8和MsERF11都不包含内含子。MsERF5在根、叶和花蕾中的表达量高于茎和花;MsERF8在根和叶中的表达量高于茎、花蕾和花;MsERF11在叶中的...

【目的】鲨烯环氧酶(squalene epoxidases,SQE)是苜蓿皂甙合成途径中的一种限速酶,与苜蓿皂甙的合成密切相关。通过对苜蓿鲨烯环氧酶(MsSQE1)基因的克隆及在苜蓿中过表达,探究鲨烯环氧酶对皂甙合成的作用机制。【方法】以模式植物蒺藜苜蓿鲨烯环氧酶基因序列设计引物,同源克隆苜蓿MsSQE1。对MsSQE1进行生物信息学分析;通过基因枪轰击技术,使MsSQE1在洋葱表皮瞬时表达,进行亚细胞定位。利用qRT-PCR方法分析该基因在根、茎、叶中的表达水平,以及在紫外辐射、ABA和GA3条件下的表达模式。在茉莉酸甲酯(MeJA)的诱导下,分析MsSQE1的转录水平,及对苜蓿皂甙含量的影响。利用根癌农杆菌转化体系,获得过表达MsSQE1的阳性转基因植株,并测定转基因植株的皂甙含量。【结果】克隆了MsSQE1的cDNA序列,开放阅读框1 578 bp,编码525个氨基酸,等电点为8.59。同源性比对分析,其氨基酸序列与蒺藜苜蓿中SQE1氨基酸序列同源性为98.6%,与拟南芥的同源性为80%。亚细胞定位显示,MsSQE1可能定位于细胞膜。组织特异性表达分析显示,MsSQE1在叶中的表达量最高,茎中次之,根中的表达量最低。在紫外辐射、ABA和GA3的诱导表达显示,紫外辐射诱导24 h,叶中表达量最高;GA3(50μmol·L~(-1))和ABA(100μmol·L~(-1))处理,均为8 h叶中表达量最高;MeJA处理能诱导MsSQE1表达量上调的同时苜蓿总皂甙含量也随着MsSQE1表达的上调而增加。分析过表达MsSQE1转基因苜蓿和转空载体苜蓿株系发现,MsSQE1的表达水平和总皂甙含量均升高,其中MsSQE1的表达水平是对照的3.11—9.45倍,总皂甙含量比对照提高14.26%—28.05%,暗示MsSQE1是苜蓿皂甙合成途径中的一种关键调节酶。【结论】从豆科牧草紫花苜蓿中克隆了MsSQE1并进行功能分析。在苜蓿中过表达MsSQE1能增加苜蓿总皂甙含量,暗示MsSQE1的表达影响苜蓿皂甙的生物合成,可能对皂甙的合成有重要的调节作用。

【目的】克隆紫花苜蓿(Medicago sativa L.)抗逆新基因MsDUF,并对其进行序列特征分析,了解该基因在逆境胁迫下的表达模式。【方法】利用RACE法获得紫花苜蓿MsDUF全长的cDNA序列,对该序列进行生物信息学分析;用基因枪法进行MsDUF的亚细胞定位分析;采用实时荧光定量PCR研究该基因在高含量NaCl和PEG-6000的胁迫下,以及ABA和GA3诱导下的表达模式。【结果】测序结果显示,该基因cDNA全长714 bp,包含一个633 bp的完整开放阅读框,编码210个氨基酸,命名为MsDUF,GenBank登录号为JX183734。氨基酸BLASTP分析表明,MsDUF氨基酸...

利用Tn5-sacB转座子随机插入突变的方法,从Mesorhizobium huakuii7653R的400个突变株中筛选获得1个共生缺失突变株HK56。使用热不对称交错PCR(TAIL-PCR)的方法从M.huakuii7653R中克隆了exo56序列。exo56全长969 bp,编码322个氨基酸,其编码产物Exo56与糖基转移酶2个家族的成员有很高的相似性,糖基转移酶为胞外多糖合成所必需。盆栽结果表明,exo56基因突变株只能形成少量的不固氮根瘤。

【目的】为不同品种苜蓿亲缘关系的判断和最大限度地利用杂种优势提供理论依据。【方法】采用RAPD(Random amplified polymorphic DNA)标记方法,利用NTSYS软件,对22个紫花苜蓿(Medicago sativaL.)品种的遗传距离进行聚类,并对其亲缘关系进行分析。【结果】供试苜蓿品种之间的遗传基础较广,22个随机引物共检出289条扩增片段,其中多态性条带占88.93%;平均每个引物扩增的DNA条带数为4~18条,其中多态性谱带为2~17条;品种间遗传距离的变异为0.135 6~0.361 1,平均遗传距离为0.209 5,其中变异最大的是WL252HQ和"阿尔冈金...

玉米在美国是种植面积最大的作物,牧草与玉米的轮作对玉米种植体系的可持续发展起到了重要作用。研究表明:紫花苜蓿与玉米轮作第一年每公顷固定的氮可以代替将近150kg的氮肥;与连续种植玉米相比,两年玉米和紫花苜蓿轮作可使土壤碳含量增加25%,大量的碳可以改良土壤质量;紫花苜蓿在轮作中对玉米产量的增加具有显著的影响。

【目的】发掘紫花苜蓿秋眠性关联位点,为揭示紫花苜蓿秋眠性状的遗传规律和分子机制提供理论依据。【方法】紫花苜蓿关联群体由75份321个四倍体紫花苜蓿基因型构成,其中中国紫花苜蓿品种每份材料选取6—8个基因型;其余材料每份选取3—4个基因型。利用紫花苜蓿基因组均匀分布的85对SSR(Simple sequence repeats)标记,对321个紫花苜蓿基因型进行扫描。于2014—2015年连续两年对紫花苜蓿秋眠性开展调查,并利用一般线性模型(GLM)及混合线性模型(MLM)2种方法,开展秋眠性与SSR分子标