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我在研究与豆科植物锦鸡儿共生的根瘤菌时发现这些根瘤菌绝大多数属于中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium),并且可归入不同的种内。进一步将当前已发表的中慢生根瘤菌属的已知种和它们相应的宿主放在一起进行比较时,发现一个有趣的现象。先来看下面一个表:
中慢生根瘤菌属的种 | 宿主植物 | 宿主植物亚科 |
Mesorhizobium albiziae | Albizia kalkora | 含羞草亚科 |
Mesorhizobium chacoense | Prosopis alba | 含羞草亚科 |
Mesorhizobium plurifarium | Acacia Senegal | 含羞草亚科 |
Mesorhizobium thiogangeticum | ‘蝶豆(Clitoria ternatea)的根际’ | ‘蝶形花亚科’ |
Mesorhizobium ciceri | Cicer arietinum | 蝶形花亚科 |
Mesorhizobium huakuii | Astragalus sinicus | 蝶形花亚科 |
Mesorhizobium loti | Lotus comiculatus | 蝶形花亚科 |
Mesorhizobium mediterraneum | Cicer arietinum | 蝶形花亚科 |
Mesorhizobium amorphae | Amorpha fruticosa | 蝶形花亚科 |
Mesorhizobium septentrionale | Astragalus adsurgens | 蝶形花亚科 |
Mesorhizobium temperatum | Astragalus adsurgens | 蝶形花亚科 |
Mesorhizobium tianshanense | Glycyrrhiza pallidiflora | 蝶形花亚科 |
自上表可以看出,1) 前三个种根瘤菌(M. albiziae, M. chacoense和M. plurifarium)的宿主都为含羞草亚科;2) M. thiogangeticum不是真正的根瘤菌,它分离自印度的蝶豆的根际,是一种能氧化硫的化能自养菌(sulfur-oxidizing chemolithoautotroph),而我们常说的根瘤菌属于异养菌(heterotrophic bacteria),但它的系统发育地位位于中慢生根瘤菌属内;3) 其它8个种的宿主都为蝶形花亚科。如果依据根瘤菌的宿主范围来划分的话,则前三种根瘤菌亲缘关系近,后8种根瘤菌关系近,第2种即M. thiogangeticum最特殊。是不是这样呢?根据16S rRNA建立的中慢生根瘤菌的系统发育树如下: 基于16S rRNA构建的系统发育树 (由于不能上传图片,只能以附件的形式放在这里,下载后解压缩即可,是图片格式.jpg)
从发育树上可看出上面得到的结论的有一定的道理。由此也能看出,根瘤菌与豆科宿主存在一个共进化的过程。如果豆科宿主之间的关系较远,它们的根瘤菌亲缘关系也应该较远。再就是根瘤菌的起源,不同土壤中可能存在不同的根瘤菌。上表中,尽管前三个种都来自于含羞草亚科,但M. albiziae分离自中国的四川,M. chacoense分离自南美,M. plurifarium则分离自西非。这些根瘤菌分离地相差很远,菌株之间的亲缘关系应该较远。但从上面的发育树中看出,M. albiziae和M. chacoense的地位独特,而M. plurifarium 的地位则与宿主为蝶形花亚科的华癸中慢生根瘤菌(M. huakuii)关系近。
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GMT+8, 2024-9-1 14:45
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