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黑木相思(Acacia melanoxylon R.Br.)是原产于澳大利亚东南部的高大乔木,属于含羞草亚科(Mimosaceae)金合欢属(Acacia)。20世纪90年代黑木相思引种到我国,由于黑木相思是材质优良的家具材料,而且具有抗寒、抗旱、耐贫瘠、能与根瘤菌结瘤固氮等优点,使其成为我国热带和亚热带地区的重要速生树种之一。目前,由于化学肥料的过度使用严重污染了生态环境,无污染的微生物肥料成为研究的热点。所以,为了能够改善生态环境,提高黑木相思的生长速率,本课题研究黑木相思根瘤菌的系统发育,目的是发掘和选育功能多样的根瘤菌种质资源,为微生物肥料和菌剂制作提供理论基础。本研究在之前研究的基础上,选取33株与已知未命名新种16S rDNA PCR-RFLP相关的供试菌株进行试验。本论文采用16S rDNA序列分析、持家基因(recA、atpD、glnII)序列分析、MLSA序列分析、共生基因(nifH、nodC)序列分析、脂肪酸组分测定、DNA-DNA杂交、DNA(G+C)mol%测定、生理生化实验以及结瘤试验等方法对供试菌株进行了系统发育分析和新种鉴定。16S rDNA与持家基因系统发育分析结果与16S rRNA PCR-RFLP结果基本一致,供试菌株被分为12个不同的遗传型群,3个遗传型群属于中慢生根瘤菌属,其余均为慢生根瘤菌属。黑木相思根瘤菌共生基因聚类为两大分支,同一分支中供试菌株间的相似性接近100%。nifH发育树中,供试菌株与参比菌株之间的亲缘关系有明显的种属差别。而nodC发育树中,亲缘关系与种属分类相关性较小,慢生根瘤菌属菌株和中慢生根瘤菌属菌株与相似性最近的参比菌株都是Mesorhizobium gobiense CCBAU 83330~T。本研究确定了5个根瘤菌新种:慢生根瘤菌新种Bradyrhizobium sp.nov.Ⅰ(RITF1106)、Bradyrhizobium sp.nov.Ⅱ(RITF1313)和Bradyrhizobium sp.nov.Ⅲ(RITF1631、RITF1633);金合欢中慢生根瘤菌Mesorhizobium aciciae(模式菌株为RITF741=CCBAU 101090~T=JCM 30534~T)和增城中慢生根瘤菌Mesorhizobium zengchengense(模式菌株为RITF1218=CCBAU 101091~T=JCM 30535~T)。另外,群3是一个Bradyrhizobium rifense种群。结瘤试验发现供试菌株可以与原宿主、银合欢、南洋楹和网脉相思四种不同属的豆科树种结瘤共生,但是供试菌株对它们的作用效果也各不相同。就生物量来说,黑木相思的增长量为2.7%~110.3%,其中菌株RITF522对其促进作用最好;菌株RITF741对银合欢以及菌株RITF908对南洋楹生物量的增幅分别为66.4%和34.5%,促进作用最显著;而对网脉相思生物量的作用差异较大,增幅约为-19.4%~117.9%。综上所述,本研究说明了黑木相思根瘤菌丰富的种群多样性和共生多样性。再次证明黑木相思根瘤菌的种群分布与地域性相关。