探究潜在新型根瘤菌代谢与水稻-牧草轮作系统中莲属植物（Lotus spp.）生长表现之间的关系

《Symbiosis》：Exploring the relationship of potential new rhizobacteria metabolism with Lotus spp. performance in a rice-pasture rotation system

水稻-牧草轮作土壤中分离出两种高效根瘤菌Mesorhizobium sp. RIZ17和RIZ20，其在氮缺乏条件下使苜蓿结瘤数和生物量显著超过参考菌株700743，基因分析显示三者在固氮相关基因无差异，但RIZ17在营养代谢基因序列上存在独特适应性变异，可能通过更高效利用植物源营养促进共生。

　　

摘要

本研究的首要目标是识别并鉴定从稻草-牧草轮作土壤中分离出的新菌株，这些菌株具备以下能力：(A) 与莲属植物建立高效的共生关系；(B) 在缺氮土壤条件下提高莲属植物的生长表现，其表现优于参考菌株700743。为此，我们采用了“诱捕植物”技术从这些土壤中分离出本土根瘤菌菌株，并通过结瘤情况以及植物生长指标（如结瘤数量、每株植物的总结瘤重量、总叶面积、茎的鲜重、干重和氮含量）来评估它们的潜力。这些指标是在氮限制培养基中接种这些菌株的植物上测得的。其次，我们对先前选定的菌株进行了遗传学分析，并将其与参考菌株进行比较。其中两种分离出的菌株分别为RIZ17和RIZ20，均属于中根瘤菌属（Mesorhizobium），它们的植物生长表现与参考菌株700743相当或更优。特别是在缺氮条件下，RIZ17在莲属植物的结瘤数量和生长表现方面优于参考菌株。基因组分析未发现这三株菌株在结瘤和固氮相关基因序列上存在差异，但发现了与细菌营养代谢相关的基因序列差异。这些差异可能使RIZ17具有适应性优势，使其能够更有效地代谢植物提供的养分，从而为共生关系的建立提供更多能量，并增加根瘤的数量和重量。所研究的菌株有望成为制备根瘤菌接种剂的新候选菌株。