Генетическое разнообразие микросимбионтов байкальских видов чины ( Lathyrus), горошка ( Vicia), остролодочника ( Oxytropis) и астрагала ( Astragalus)

Генетическое разнообразие микросимбионтов байкальских видов чины ( Lathyrus), горошка ( Vicia), остролодочника ( Oxytropis) и астрагала ( Astragalus)

Автор: Кузнецова И.Г., Сазанова А.Л., Сафронова В.И., Пинаев А.Г., Верхозина А.В., Тихомирова Н.Ю., Оследкин Ю.С., Белимов А.А.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Разнообразие и эволюция микробно-растительных систем

Статья в выпуске: 3 т.50, 2015 года.

Бесплатный доступ

Клубеньковые бактерии (ризобии) - грамотрицательные почвенные микроорганизмы, вступающие во внутриклеточный симбиоз с бобовыми растениями и обеспечивающие фиксацию атмосферного азота. Для понимания эволюции специфических растительно-микробных взаимодействий особое значение имеют симбиотические системы с участием эндемичных или реликтовых видов. Цель нашей работы состояла в создании представительной коллекции штаммов-микросимбионтов эндемичных бобовых растений Байкальского региона, а также в оценке их биоразнообразия. Мы изучили таксономическое положение 69 штаммов, выделенных из корневых клубеньков чины низкой ( Lathyrus humilis ), горошка байкальского ( Vicia baicalensis ), астрагала монгольского ( Astragalus mongholicus ) и остролодочника лесного ( Oxytropis sylvatica ). Для первичной оценки внутривидового разнообразия штаммов проводили RFLP-анализ последовательности между генами 16S- и 23S-рРНК (ITS-региона). По его результатам исследуемые изоляты были разделены на 33 группы с идентичным набором фрагментов ДНК. Видовую принадлежность штаммов определяли методом секвенирования гена 16S-рРНК ( rrs ). Анализ его последовательности показал, что 23 штамма принадлежали к родам Rhizobium и Mesorhizobium и формировали 3 статистически достоверно различающихся кластера с уровнем поддержки более 95 %. Для уточнения таксономического положения клубеньковых бактерий рода Bosea использовали метод секвенирования более вариабельного ITS-региона. Филогенетический анализ показал значительное генетическое разнообразие микросимбионтов изученных растений. Ризобиальные изоляты принадлежали к 5 родам: Rhizobium (сем. Rhizobiaceae ), Mesorhizobium и Phyllobacterium (сем. Phyllobacteriaceae ), Bosea и Tardiphaga (сем. Bradyrhizobiaceae ). Кроме этого, были получены изоляты, не относящиеся к клубеньковым бактериям и принадлежащие родам Herbiconiux, Leifsonia, Burkholderia и Stenotrophomonas. Известно, что некоторые виды этих родов могут присутствовать в клубеньках бобовых растений, а также быть обитателями ризосферы и филосферы различных представителей флоры. Присутствие нетипичных ризобиальных микросимбионтов в клубеньках изученных растений может свидетельствовать об активно происходящих процессах формирования взаимоотношений между партнерами в бобово-ризобиальных системах Байкальского региона.

Еще

Бобовые растения байкальского региона, таксономия ризобий, секвенирование генов рибосомальных рнк

Короткий адрес: https://sciup.org/142133596

IDR: 142133596   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2015.3.345rus

Список литературы Генетическое разнообразие микросимбионтов байкальских видов чины ( Lathyrus), горошка ( Vicia), остролодочника ( Oxytropis) и астрагала ( Astragalus)

  • Тихонович И.А., Борисов А.Ю., Цыганов В.Е. Интеграция генетических систем растений и микроорганизмов при симбиозе. Успехи совр. биол., 2005, 125(3): 227-238.
  • Красная книга ХМАО -Югры. Встречи с животными и растениями, 2015 (http://animals.ecougra.ru).
  • Choi I.-S., Choi B.-H. Isolation and characterization of ten microsatellite loci from Korean Astragalus mongholicus (Fabaceae). J. Genet., 2013, 92: 73-76 (http//www.ias.ac.in/jgenet/OnlineResources/92/e73.pdf).
  • Кузьмина Е.А. Клональное микроразмножение астрагала монгольского (Astragalus mongholicus Bge.). М., 2012 (http://www.rusnauka.com/29_NIOXXI_2012/Biologia/11_117925.doc.htm).
  • Положий В.А., Выдрина С.Н., Курбатский В.И., Никифорова О.Д. Флора Сибири. Том 9 Fabaceae (Leguminosae). Новосибирск, 1994.
  • Gao J., Terefework Z., Chen W., Lindstrom K. Genetic diversity of rhizobia isolated from Astragalus adsurgens growing in different geographical regions of China. J. Biotechnol., 2001, 91: 155-168 ( ) DOI: 10.1016/S0168-1656(01)00337-6
  • Laguerre G., van Berkum P., Amarger N., Prevost D. Genetic diversity of rhizobial symbionts isolated from legume species within the genera Astragalus, Oxytropis, and Onobrychis. Appl. Environ. Microbiol., 1997, 63(12): 4748-4758.
  • Wdowiak S., Malek W. Numerical analysis of Astragalus cicer microsymbionts. Curr. Microbiol., 2000, 41: 142-148 ( ) DOI: 10.1007/s002840010108
  • Сафронова В.И., Чижевская Е.П., Белимов А.А., Павлова Е.А. Определение таксономического положения микросимбионтов копеечника (Hedysarum) и астрагала (Astragalus) на основе анализа генов рибосомальных РНК. Сельскохозяйственная биология, 2011, 3: 61-64.
  • Drouin Р., Prevost D., Antoun H. Physiological adaptation to low temperatures of strains of Rhizobium leguminosarum bv. viciae associated with Lathyrus spp. FEMS Microbiol. Ecol., 2000, 32: 111-120 ( ) DOI: 10.1111/j.1574-6941.2000.tb00705.x
  • Drouin Р., Prevost D., Antoun H. Classification of bacteria nodulating Lathyrus japonicus and Lathyrus pratensis in Northern Quebec as strains of Rhizobium leguminosarum biovar viciae. Int. J. Syst. Bacteriol., 1996, 46(4): 1016-1024 ( ) DOI: 10.1099/00207713-46-4-1016
  • Van Cauwenberghe J., Verstraete B., Lemaire B., Lievens B., Michiels J., Honnay O. Population structure of root nodulating Rhizobium leguminosarum in Vicia cracca populations at local to regional geographic scales. Syst. Appl. Microbiol., 2014, 37(8): 613-621 ( ) DOI: 10.1016/j.syapm.2014.08.002
  • Zhang R.J., Hou B.C., Wang E.T., Li Y. Jr., Zhang X.X., Chen W.X. Rhizobium tubonense sp. nov., isolated from root nodules of Oxytropis glabra. Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2011, 61(3): 512-517 ( ) DOI: 10.1099/ijs.0.020156-0
  • Novikova N., Safronova V. Transconjugants of Agrobacterium radiobacter harbouring sym genes of Rhizobium galegae can form an effective symbiosis with Medicago sativa. FEMS Microbiol. Lett., 1992, 93: 261-268 ( ) DOI: 10.1016/0378-1097(92)90472-Z
  • Румянцева М.Л., Симаров Б.В., Онищук О.П. и др. Биологическое разнообразие клубеньковых бактерий в экосистемах и агроценозах. Теоретические основы и методы. СПб, 2011.
  • Amarger N., Macheret V., Laguerre G. Rhizobium gallicum sp. nov. and Rhizobium giardinii sp. nov. from Phaseolus vulgaris nodules. Int. J. Syst. Bacteriol., 1997, 47(4): 996-1006 ( ) DOI: 10.1099/00207713-47-4-996
  • Safronova V.I., Kuznetsova I.G., Sazanova A.L., Kimeklis A.K., Belimov A.A., Andronov E.E., Pinaev A.G., Chizhevskaya E.P., Pukhaev A.R., Popov K.P., Willems A., Tikhonovich I.A. Bosea vaviloviae sp. nov. a new species of slow-growing rhizobia isolated from nodules of the relict species Vavilovia formosa (Stev.) Fed. Antonie van Leeuwenhoek, 2015, 107: 911-920 ( ) DOI: 10.1007/s10482-015-0383-9
  • Сardoso J.D., Hungria M., Andrade D.S. Polyphasic approach for the characterization of rhizobial symbionts effective in fixing N2 with common bean (Phaseolus vulgaris L.). Appl. Microbiol. Biotechnol., 2012, 93: 2035-2049 ( ) DOI: 10.1007/s00253-011-3708-2
  • Lei X., Wang E.T., Chen W.F., Sui X.H., Chen W.X. Diverse bacteria isolated from root nodules of wild Vicia species grown in temperate region of China. Microbiology, 2008, 190(6): 657-671 ( ) DOI: 10.1007/s00203-008-0418-y
  • Qiu F., Huang Y., Sun L., Zhang X., Liu Z., Song W. Leifsonia ginsengi sp. nov., isolated from ginseng root. Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2007, 57(2): 405-408 ( ) DOI: 10.1099/ijs.0.64487-0
  • Behrendt U., Schumann P., Hamada M., Suzuki K., Spröer C., Ulrich A. Reclassification of Leifsonia ginsengi (Qiu et al. 2007) as Herbiconiux ginsengi gen. nov., comb. nov. and description of Herbiconiux solani sp. nov., an actinobacterium associated with the phyllosphere of Solanum tuberosum L. Int. J Syst. Evol. Microbiol., 2011, 61(5): 1039-1047 ( ) DOI: 10.1099/ijs.0.021352-0
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp