發(fā)布時(shí)間：2021-03-23 05:37

　　野生大豆是栽培大豆的野生近源種,具有較高的遺傳多樣性,可為栽培大豆的育種提供優(yōu)良的基因資源。與野生大豆共生的根瘤菌是否具有也比栽培大豆共生的根瘤菌較高的遺傳多樣性?他們之間的系統(tǒng)發(fā)育和進(jìn)化關(guān)系有何聯(lián)系?目前,針對(duì)近緣宿主的共生菌進(jìn)化關(guān)系的研究涉及很少。因此,本研究在基因組水平上,以栽培大豆根瘤菌為對(duì)照,通過測(cè)定和分析野生大豆根瘤菌基因組,首先,比較野生大豆和大豆根瘤菌的進(jìn)化趨勢(shì)和方向,其次,對(duì)野生大豆非共生細(xì)菌Agrobacterium和Rhizobium進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育和共生基因分析,從而為闡明野生大豆和栽培大豆根瘤菌的進(jìn)化關(guān)系提供理論依據(jù),同時(shí)能夠幫助我們了解根瘤中不致病、共生菌及其近緣致病菌之間的進(jìn)化關(guān)系。研究結(jié)果如下:1.以分離自西北地區(qū)的30株野生大豆根瘤菌和27株參比菌株為研究對(duì)象,對(duì)野生大豆和栽培大豆根瘤菌進(jìn)行16S rRNA基因、MLSA、ANI、DDH和核心基因序列等進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析,并通過泛基因組與COG數(shù)據(jù)庫(kù)聚類分析,研究了不同類別的菌株富集的同源基因。結(jié)果顯示,基于基因組的ANI、DDH和核心基因構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹均一致,與16S rRNA基因和MLSA分析方法相比,... 

【文章來源】：西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

7株根瘤菌基因組大小、CDS數(shù)量和GC含量的三維圖

22 基于基因組水平的野生大豆根瘤菌多樣性與進(jìn)化研究值，從紅色到藍(lán)色漸變代表了 ANI 和 DDH 值由高到低的變化。Fig 2-3 Heatmap of 57 rhizobia strains ANI（A） and DDH（B） value.The color of the squares in thefigure indicates different values of ANI and DDH. Gradations from red to blue represent high to lowchanges in ANI and DDH values.2.3.4 泛基因組學(xué)分析對(duì) 57 株根瘤菌基因組進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)共有 58957 個(gè)基因，核心基因組（即所有分析的菌株基因組中都含有的基因）共包含 618 個(gè)核心基因，其中 183 個(gè)基因?yàn)閱慰截悺８鶕?jù)這 183 個(gè)單拷貝核心基因構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹（圖 2-4），該系統(tǒng)發(fā)育樹是基于基因差異構(gòu)建的層次聚類樹，相對(duì)來說具有更高的靈敏度，菌株之間在系統(tǒng)發(fā)育上的的細(xì)微差別可以得到有效的反應(yīng)。從核心基因系統(tǒng)發(fā)育樹上可以看出，樹拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與ANI 和 DDH 值的聚類樹基本一致，也是 57 株根瘤菌劃分為 28 個(gè)類群，類群的劃分與 ANI 劃分的類群一致。

圖 2-5 結(jié)瘤基因與固氮基因在菌株中的存在情況，紅色代表存在，藍(lán)色代表不存在，方格中的顏色深淺代表該基因在菌株中的存在數(shù)量，右側(cè)為基因名，下方為菌株名。（A）結(jié)瘤基因在菌株中的分布；（B）固氮基因在菌株中的分布。Fig 2-5 Presence of nodulation genes and nitrogen fixation genes in strains. Presence and absence of eachgene are indicated in red and blue, color depth in the grid represents the number of genes present in thestrain. The gene name is on the right and the strain name is below.2.4 討論16S rRNA 基因常用于確定菌株的種屬和系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系，但由于 16S rRNA 基因在區(qū)分兩個(gè)相似性很高的近緣菌種或亞種時(shí)會(huì)引起偏差，因此引入全基因組的分析方法，有利于完善分類結(jié)果，進(jìn)一步確定菌株間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。本研究通過根據(jù)對(duì) 57 株根瘤菌基因組的 16S rRNA、ANI、DDH 和核心基因進(jìn)行分析，確定了 57 株根瘤菌間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系和分類地位。通過 16S rRNA 基因序列分析，57 株根瘤菌可以分成三個(gè)群，群 I 由 Rhizobium和 Agrobacterium 菌株組成，群 II 由中華根瘤菌 Sinorhizobium 菌株組成，群 III 由慢生

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]中國(guó)兩個(gè)生態(tài)區(qū)菜豆根瘤菌系統(tǒng)發(fā)育與群體結(jié)構(gòu)研究[D]. 曹瑩.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2015
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[3]新疆鷹嘴豆根瘤菌的生物學(xué)特征研究[D]. 張俊杰.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013



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