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田菁(Sesbania cannabina)是盐碱地改良的优良豆科植物,接种匹配的高效根瘤菌能够促进田菁生长,并有望提高改良效果。本文从黄河三角洲的5个采样点及当地田菁的引种地之一的江苏如东的2个采样点采集田菁根瘤,分离、纯化、保藏根瘤菌198株,对比分析了两地田菁根瘤菌遗传多样性、种群结构及与土壤环境因子的关系,并进行了高效菌株筛选和田菁-根瘤菌互作改良黄河三角洲盐碱土地的应用试验。 根据recA基因型选出18株代表菌株。代表菌株的16S rRNA基因、持家基因(recA,atpD, glnⅡ)进行遗传多样性和系统发育分析表明,黄河三角洲田菁根瘤菌分布于Ensifer、 Neorhizobium、Rhizobium属:E.melilot、N.huautlense、R.pusense及未定种Ensifer sp.Ⅰ、Ensifer sp.Ⅱ、Ensifer sp.Ⅲ、Rhizobium sp.Ⅰ、Rhizobium sp.Ⅱ,及“Sesbanrhizobium”sp.。其中Ensifer sp.Ⅰ为最大的类群,占黄河三角洲田菁根瘤菌总数的71%。江苏如东田菁根瘤菌包括E.meliloti、E.sesbania、N.huautlense及未定种Ensifer sp.Ⅰ、Rhizobium sp.Ⅰ。其中优势种为E.meliloti和N.huautlense,分别占45%、42%。田菁引入黄河三角洲后与其共生的根瘤菌种群结构发生了较大的变化。在一定范围内,pH对田菁根瘤菌的遗传多样性有着显著正相关影响,土壤盐分和速效磷含量对田菁根瘤菌的种群结构存在显著影响。 共生基因nodA、nifH的系统发育分析表明,田菁根瘤菌不同种群间可能存在共生基因横向转移,使原来不与田菁结瘤的根瘤菌获得了与田菁共生的能力。 温室盆栽实验中,所有的代表菌株都能跟田菁有效结瘤。筛选的高效菌株Ensifer sp.ⅠYIC4027在蛭石培养条件下,表现出最好的促生效果、较高的固氮结瘤及耐盐碱能力。在小区试验中接种高效菌株的田菁比不接高效菌的田菁长势及降盐肥田效果更好:地上部生物量增加26.1%,根部增重46.2%,降盐效果比不接种根瘤菌的田菁提高20%~25%,土壤盐浓度比空白地降低74%~79%。相比空地,接菌处理的土壤速效氮、速效钾、速效磷含量分别增长29.12%、32.47%、29.91%。综上表明田菁与本研究筛选的土著高效共生固氮根瘤菌形成的共生固氮体系在黄河三角洲的盐碱地改良应用效果良好,并有望推广应用。