氮肥缺失对旱地土壤细菌群落多样性的影响

本文旨在研究氮肥缺失对旱地土壤细菌群落多样性的影响。采用直接提取土壤微生物总DNA的方法,对不施肥(CK)、适量施肥(F1)、和缺氮施肥(F2)3种不同施肥水平土样DNA进行提取,扩增细菌16S rDNA基因片段,建立克隆文库。用限制性内切酶HhaI和RsaI进行PCR-RFLP分析,分别得到146、187、11个酶切类型。采用α多样性的测度对试验结果进行分析统计结果表明,不同处理间土壤细菌的多样性(H′、Ds和Dg)和物种丰富度(dMa、R2和E)均为F1>CK>F2;λ、dMa、E和H′指数在不同施肥处理间的变异系数达到56.96%~163.1%,尤其Simpson指数λ是非常敏感的指标,处理间的差异最大,表明氮肥缺失严重影响土壤细菌群落多样性,合理施肥有利于土壤细菌的多样性。

(1) Barnase、Barstar基因和TA29基因5'区调控顺序的PCR扩增、克隆和测序（2）水稻花粉核蛋白因子与TA29基因5'区调控顺序的相互作用

本文运用PCR技术，分别从烟草和B. amyloliquefaciens的基因组DNA中扩增出了TA29基因5'区调控顺序、Barnase和Barstar基因，克隆后进行序列分析，表明其核苷酸顺序与文献报道的一致，然后进行了初步的融合基因的构建。另外，凝胶滞后实验表明，水稻花粉（含绒毡层组织）细胞核中某种蛋白因子能够与TA29基因5'区调控顺序发生特异的结合。本文还对TA29基因5'区调控顺序及Barnase和Barstar基因的潜在应用价值和存在的问题进行了讨论。

固氮树木丛枝菌根真菌(AMF)遗传多样性的研究

丛枝菌根是自然生态系统中分布最广的内生菌根，在促进植物生存与生长、植被恢复以及生物多样性保护等方面有着非常重要的作用。 随着现代分子生物学技术的不断发展，丛枝菌根真菌研究得到空前发展。大量DNA分析新技术在丛枝菌根真菌的分子遗传、分类鉴定、种间及种内亲缘关系、菌株持久性等方面得到应用，与传统菌根研究方法相比，表现出巨大的优越性。 本项研究利用分子生物学技术和研究方法对中国吉林长白山地区非豆科固氮植物以及东北地区固氮树木的丛枝菌根真菌DNA分子多态性及其与宿主植物之间的相互关系等进行初步研究，旨在利用分子生态学理论和研究方法揭示丛枝菌根真菌多样性及其与宿主植物之间相互适应和协同进化的一般规律，为更好地保护和利用这一重要的微生物资源提供理论依据。 通过比较与筛选，建立起丛枝菌根真菌痕量DNA快速、简便、高效的提取纯化方法——改良CTAB法。经PCR检测，所得DNA满足进一步研究的要求。 根据丛枝菌根真菌18s rRNA 小亚基核基因片段的特点，利用“科”特异性引物进行半巢式标记PCR (Labelled Primers-PCR，LP-PCR) 及单链构象多态性（Single-Stranded Conformation Polymorphism，SSCP）分析技术研究了长白山赤杨在属水平上表现出的多样性。另外，利用巢式PCR-RFLP技术，分别对来源于长白山不同海拔的四种赤杨菌根样品的AMF侵染情况及其系统进化进行了研究。利用AMF特异性PCR技术对我国东北地区四种非豆科树木和5种豆科树木菌根侵染情况和系统发育规律进行了研究 研究结果显示：赤杨根内AMF存在丰富的基因多样性。AMF的侵染有从宿主混乱性向宿主专一性发展的趋势。 长白山地区赤杨属植物至少有东北赤杨、西伯利亚赤杨和色赤杨三个树种在其“属”的水平上与共生的球囊霉科（Glomaceae）至少一个“种” 的丛枝菌根真菌，即根内球囊霉（Glomus intraradix），在“种”的水平上表现出不相关于宿主海拔高度的某种相互选择性。 东北赤杨AMF菌的宿主专一性水平最强，球囊霉属已成为东北赤杨的优势侵染类群；对于其余三种赤杨，AMF则出现宿主混乱现象。宿主因素比海拔因素对AMF侵染特异性的影响更为重要。 豆科与非豆科样本的混乱性都比较强，在特定植物和AMF属之间无特异侵染规律，相对来说，非豆科树木比豆科树木对于AMF的选择性要更强一些，更倾向于和球囊霉属与无梗孢囊霉属的AMF构建共生体。

固氮树木丛枝菌根真菌（AMF）遗传多样性的研究

丛枝菌根是自然生态系统中分布最广的内生菌根，在促进植物生存与生长、植被恢复以及生物多样性保护等方面有着非常重要的作用。 随着现代分子生物学技术的不断发展，丛枝菌根真菌研究得到空前发展。大量DNA分析新技术在丛枝菌根真菌的分子遗传、分类鉴定、种间及种内亲缘关系、菌株持久性等方面得到应用，与传统菌根研究方法相比，表现出巨大的优越性。 本项研究利用分子生物学技术和研究方法对中国吉林长白山地区非豆科固氮植物以及东北地区固氮树木的丛枝菌根真菌DNA分子多态性及其与宿主植物之间的相互关系等进行初步研究，旨在利用分子生态学理论和研究方法揭示丛枝菌根真菌多样性及其与宿主植物之间相互适应和协同进化的一般规律，为更好地保护和利用这一重要的微生物资源提供理论依据。 通过比较与筛选，建立起丛枝菌根真菌痕量DNA快速、简便、高效的提取纯化方法——改良CTAB法。经PCR检测，所得DNA满足进一步研究的要求。 根据丛枝菌根真菌18s rRNA 小亚基核基因片段的特点，利用“科”特异性引物进行半巢式标记PCR (Labelled Primers-PCR，LP-PCR) 及单链构象多态性（Single-Stranded Conformation Polymorphism，SSCP）分析技术研究了长白山赤杨在属水平上表现出的多样性。另外，利用巢式PCR-RFLP技术，分别对来源于长白山不同海拔的四种赤杨菌根样品的AMF侵染情况及其系统进化进行了研究。利用AMF特异性PCR技术对我国东北地区四种非豆科树木和5种豆科树木菌根侵染情况和系统发育规律进行了研究 研究结果显示：赤杨根内AMF存在丰富的基因多样性。AMF的侵染有从宿主混乱性向宿主专一性发展的趋势。 长白山地区赤杨属植物至少有东北赤杨、西伯利亚赤杨和色赤杨三个树种在其“属”的水平上与共生的球囊霉科（Glomaceae）至少一个“种” 的丛枝菌根真菌，即根内球囊霉（Glomus intraradix），在“种”的水平上表现出不相关于宿主海拔高度的某种相互选择性。 东北赤杨AMF菌的宿主专一性水平最强，球囊霉属已成为东北赤杨的优势侵染类群；对于其余三种赤杨，AMF则出现宿主混乱现象。宿主因素比海拔因素对AMF侵染特异性的影响更为重要。 豆科与非豆科样本的混乱性都比较强，在特定植物和AMF属之间无特异侵染规律，相对来说，非豆科树木比豆科树木对于AMF的选择性要更强一些，更倾向于和球囊霉属与无梗孢囊霉属的AMF构建共生体.

Frankia的REP-PCR、RAPD-PCR鉴定及遗传多样性研究

本文采用溶菌酶法、CTAB法、微波法及CTAB+微波法等4种方法进行Frankia菌Cp11基因组DNA的提取。结果表明四种方式均可行，但以CTAB法及微波法最为有效。提取方法与REP-PCR带型间关系的研究表明，方法上的差异不会影响到REP-PCR带型的变化。对14株Frankia菌株作REP-PCR分析，并对之进行比较分类，证明REP-PCR方法不但能实现菌株间的差异鉴别，还能有效地进行Frankia菌的分类。这一结果与DNA同源相关性所得的分类结果具有良好的相关性。选用20个随机引物，对分自2个分类接种群的8株Frankia纯培养的总DNA进行随机扩增。其中引物OPW15和OPW16能扩增得到较为稳定的RAPD图谱。扩增产物分子量大都分布在0.5-4Kb之间。从稳定的RAPD扩增图谱看，Frankia菌间存在有丰富的遗传多样性；在选定适当引物情况下，能依据共同带型将Frankia菌化归为同一分类接种群。

rep-PCR对赤杨根瘤内局Frankia菌基因多样性研究

本文应用重复基因外回纹序列rep-PCR方法直接扩增长日山三种不同赤杨和云南不同地区早冬瓜根瘤内的Frankia菌基因，所获得的REP指纹图谱揭示Frankia菌具有丰富的基因多样性。研究结果表明Frankia菌多样性随地域，海拔，坡问不同而变：多样性指数与自然选抒）玉力大小成正相关：自然选择压力是产生和保持Frankia菌基因多样性的重要因子。同时发现Frankia菌基因型与地域有紧密关系：所观察的云南各地区中，感染高黎贡山旱冬瓜的Frankia菌基因多样性最为丰富。推测与高黎贡山旱冬瓜共生的Frankia可能作为种储备库，为其它地区的寄主植物提供了祖先菌株。在对长白山三种赤杨（东北赤杨，西伯利亚赤杨和色赤杨）根瘤内几百游殆菌基因多样性考察过程中发现，Frankia菌基因类型与寄主赤杨种型关系密切。同时海拔对感染东北赤杨的Frankia菌基因多样性也有一定影响。感染西伯利亚赤杨和色赤杨的Frankia菌享有相同的基因型，可能有较近的亲缘关系。