豆科植物根瘤内生细菌的发现及其研究进展

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1、Mini-Review小型综述微生物学报ActaMicrobiologicaSinica518):10()1-1006;4August2011ISSN0001-6209;CN11-1995/Qhtlp://journals・im.nc.cn/actcunicrocn豆科植物根瘤内生细菌的发现及其研究进展刘杰蔦汪恩涛'J陈文新2*靑岛科技大学生物工程与技术系，靑岛2660422中国农业大学生物学院微生物系，北京1000943墨西哥国立理工大学生物与技术学院微生物系，墨西哥城11340摘要：近年來研究报道显示，某些豆科

2、植物与根瘤菌在形成固氮共生体的同时，其根瘤内还存在多种其他类群的内生细菌，该现象在根瘤菌研究领域越来越引起关注和重视。本文综述了根瘤内生土壤杆菌、非共生根瘤菌、其它细菌的发现、种类及其对共生关系和植物生长的影响等研究进展，同时对该研究方向提岀一些初步观点和认识，旨在增加人们对根瘤微生态的了解，拓展根瘤菌研究与应用的视野。关键词：豆科植物，根瘤，内生细菌，综述中图分类号：Q933文献标识码：A文章编号:0001-62092011)084001-06基金项目：国家“973项目”e006CB100206)作者简介：刘杰1

3、963-),男，博士，安徽霍山人，从事根瘤菌资源、多样性与分类研究。Tel:+86-532-84022845,E-inail:jieliu206@yahoo.com.cn收稿日期：2011-02-17;修回日期:2011-04-10豆科植物一个显著特点是与根瘤菌共生固氮。然而，它们除了与根瘤菌形成共牛关系以外，还可与英它微生物形成多种柑互关系，包括植物体内和根际。即使在豆科植物的根瘤内，也存在许多非共生细菌。柑対根瘤菌而言,人们対这些根瘤内生细菌的研究还相对较少，其中研究较多的是分离自根瘤的Agrobacteriu

4、mtumefaciens1_2'6_7?Pantoeaagglotnerans也是豆科植物根瘤和其他植物纽织中的常见内生菌°・4,8・9」。另外Burkholderiacepacia也被证实为植物内生菌和根瘤内主菌山。本文拟就豆科植物根瘤内生土壤杆菌、非共生根瘤菌和其它细菌的发现、种类，以及它们対宿主植物结瘤、牛长的影响等方面进行综述。1根瘤内生土壤杆菌1・1根瘤内生土壤杆菌的发现近年来，从豆科植物根瘤中分离到土壤杆菌的现象时有报道01999年,PhilippedeLajudie等人丄从非洲合欢等木本豆科植物的根瘤

5、屮分离到一群土壤杆菌，经表型性状、数值分类、全细胞蛋白电泳、脂肪酸组成和DNA同源性等分析表明，它们属于Agrobacteriumtumefacienso1997年，谭志远等人"从陕西等地的甘草、狼牙刺、锦鸡儿根瘤中，发现有5株属于根癌土壤杆菌。2001年，高俊莲等人図从内蒙等地的沙打旺根瘤上分离出19株与土壤杆菌相关的株菌，经数值分类、AFLP、16SrDNA-RFLP分析，表明它们与土壤杆菌关系较近，其基因组DNA与土壤杆菌已知种的同源性小于25%。2005年，刘杰等人“辺从江苏、浙江一带的紫藤根瘤中也分离到一

6、群与彳.tumefaciense的表型与遗传型极为相似的土壤杆菌。2007年,BhupendraN.等人13］从Viciafaba根瘤中鉴定了2个人.tumefaciens生物型；同年，阚凤玲等人⑶研究了中国青藏高原等地区豆科植物分离菌及根瘤内生菌的特征，结果显示其中有些非共生菌属于土壤杆菌。另外，王风芹M、刘晓云M、李继红⑷等也有类似的报道。因此，我们认为豆科植物根瘤或其他组织中存在土壤杆菌是一个较为普遍的现象。1.2根瘤内生土壤杆菌对宿主植物结瘤与生长的影响目前人们对根瘤内存在土壤杆菌的现象已有一些相关研究，且

7、有了初步认识。这些研究主要集中在根瘤内土壤杆菌的鉴定、对共生结瘤的影响、以及其侵入根瘤的途径等方•面。早在1976年，Imshentskii等阴就曾报道过土壤杆菌在自然条件下偶尔可以形成非典型的、无固氮能力的无效瘤。1999年，谭志远口对5株分离自根瘤的土壤杆菌做了回接试验，发现它们不能结瘤；以nodA和n（/H基因为探针做Southern杂交，也均没有杂交信号。2004年，高俊莲等人丽对19株土壤杆菌做了回接试验，发现它们不能结瘤。Sohail等网用酶联免疫金技术证实土壤杆菌可以和慢生根瘤菌同时进入根瘤，并且还可

8、提高慢生根瘤菌在宿主上的结瘤效率。2005年,Mhamdi等加用gusA基因标记了一株土壤杆菌并与根瘤菌混合回接，证实丄壤杆菌可以侵染成熟根瘤，但这种混合回接对植株地上重、地下垂、瘤数及瘤重没有显著影响；而Mrabet等⑵］却证明根瘤内生上壤杆菌能降低Khizobiumgallicum与菜豆结瘤的数量。2006年，汪玲玲等㈢采用绿色荧光蛋白基因幼力标记的研究