福建省非豆科共生固氮菌Frankia菌株多样性及应用研究

本项目经过8年研究和5年推广，建立了福建省非豆科共生固氮菌Frankia菌株资源库，系统研究了Frankia菌株生物学特性，测定4个菌株16S rDNA基因序列，明确了福建省Frankia菌株的分类地位、类群组成和宿主侵染特异性，阐明了福建省Frankia菌株具有丰富的表型、生理生化和遗传多样性，筛选了一批优良、耐盐菌株，提出了Frankia在木麻黄沿海防护林和杨梅水土保持林中的高效应用技术。 1、调查了福建滨海沙地、山地砖红壤、红壤、黄壤和水沟湿地等生境中生长的9种非豆科共生固氮植物细枝木麻黄、短枝木麻黄、粗枝木麻黄、杨梅、四川桤木、江南桤木、台湾桤木、福建胡颓子、蔓胡颓子的结瘤状况，收集根瘤样本1362份，分离获得内生菌86株，经形态观察和回接宿主试验确认为Frankia属的成员 并引进国内外Frankia菌株6株，有效保存了4科4属11种非豆科结瘤植物共生Frankia菌株92株，首次建立具有独立自主产权和区域特色的福建省Frankia菌株资源库。 2、系统研究了Frankia菌株的形态结构、培养特征、营养利用、生理类群、细胞壁类型、固氮能力、16S-23S rDNA和nifD-K基因多态性、宿主侵染特性，全面揭示了福建省Frankia菌株具有丰富的多样性，划分为木麻黄、杨梅-桤木、胡颓子等3个类群。测定了4个菌株16S rDNA基因序列，被Genebank数据库收录。通过16S rDNA序列比较分析了福建省Frankia菌株与国际菌株的差异，归属于桤木-杨梅-木麻黄分支和胡颓子-杨梅-沙棘分支。阐明了菌株侵染宿主具有特异性，分为木麻黄、杨梅-桤木-胡颓子等2个侵染类群。 3、分析了盐胁迫对Frankia菌株的形态、生长和生化特性的影响，阐明了福建省Frankia菌株在盐代谢上存在丰富的多样性，筛选出14个耐盐性强的菌株（耐5%NaCl）供生产应用。