【摘 要】
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红壤是我省重要的耕地资源,由于呈酸性,土壤肥力低下,限制了红壤区农业的发展。大豆是我省主要的粮食作物和经济作物,生产水平一直比较低下,主要通过增施氮肥提高大豆产量。根瘤菌-豆科作物共生固氮体系因其具有经济成本低,不消耗能源,绿色环保,为作物提供大量氮素的特点而走入人们的视野。为大豆接种高效优良的根瘤菌接种剂是减少氮肥使用,保护环境提高大豆产量的重要举措。然而,目前对我省大豆根瘤菌的多样性和生态适应
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红壤是我省重要的耕地资源,由于呈酸性,土壤肥力低下,限制了红壤区农业的发展。大豆是我省主要的粮食作物和经济作物,生产水平一直比较低下,主要通过增施氮肥提高大豆产量。根瘤菌-豆科作物共生固氮体系因其具有经济成本低,不消耗能源,绿色环保,为作物提供大量氮素的特点而走入人们的视野。为大豆接种高效优良的根瘤菌接种剂是减少氮肥使用,保护环境提高大豆产量的重要举措。然而,目前对我省大豆根瘤菌的多样性和生态适应机制的研究尚且不充分,限制了优良根瘤菌接种剂的开发和利用。本研究以我省红壤种植区大豆根瘤菌为实验材料,采用分子生物学等方法揭示其进化历程及种群分布为后续筛选出适合红壤区高效优良的根瘤菌菌株,减少氮肥施用提高大豆产量提供理论基础。主要结论如下:（1）16S rRNA基因和管家基因（SMc00019-thrA-truA）的系统发育分析表明大豆共生根瘤菌样品均属于Bradyrhizobium,包括Bradyrhizobium japonicum、Bradyrhizobium daqingense、Bradyrhizobium dizaoefficiens、Bradyrhizobium elkanii、Bradyrhizobium pachyrhizi、Bradyrhizobium yuanmingense,表明湖南红壤区域的大豆共生根瘤菌具有丰富的遗传多样性;平均核苷酸一致性（ANI）分析结果表明样品DD03可能是潜在的新种。（2）共生基因（nodA、nifH）与16S rRNA基因的系统发育分析结果说明:同一个根瘤样品在不同基因的系统发育树上与不同的模式菌株聚在一起,则表明湖南省红壤区域的大豆共生根瘤菌在不同种群之间可能存在着基因转移的现象;共生基因（nodA、nifH）的系统发育分析结果较为一致,说明共生基因在演化过程中基本同步。（3）湖南红壤区的大豆根际根瘤菌群落存在着明显的生物地理格局,并受环境因子和地理距离的影响;三个生态区的根瘤菌群落组成存在显著差异,Bradyrhizobium diazoefficiens是大豆根际最丰富的根瘤菌种群。冗余分析（RDA）和典范对应分析（CCA）表明:全钾、速效钾、土壤有机碳、碱解氮是影响根瘤菌群落α多样性的主要因素,土壤pH及交换态Ca和Mg对大豆根际根瘤菌群落的β多样性有很大的影响。（4）大豆根际土壤固氮微生物nifH基因的拷贝数在0.48×10~6～2.16×10~6之间,其中采集自常德地区的土壤样品固氮微生物拷贝数最高,不同地区土壤固氮微生物的丰度存在显著性差异,且丰度与土壤pH呈负相关。
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