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根瘤菌是典型的固氮細(xì)菌，與豆科植物的共生關(guān)系，能誘導(dǎo)豆科植物根或莖形成根瘤并在根瘤內(nèi)將氮氣還原為氨，是地球上最有效的生物固氮系統(tǒng)，對農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展、全球氮循環(huán)影響深遠。截至目前，已知根瘤菌主要分布于α、β和γ-變形菌綱，涵蓋3個目、9個科和21個屬，常見的有慢生根瘤菌屬、根瘤菌屬等。

新根瘤菌屬隸屬于根瘤菌科，目前已發(fā)表8個有效種，但尚未有從大豆中分離該屬菌種的報道。中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所科研人員，從大豆根瘤中分離并鑒定出一株新根瘤菌屬的新種。研究發(fā)現(xiàn)，該根瘤菌與已知新根瘤菌屬菌株的16S rRNA基因序列相似度為98.14%至98.57%，略低于新種鑒定閾值98.65%。全基因組平均核苷酸一致性和數(shù)字DNA-DNA雜交值，均低于新種鑒定標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合表型特征和細(xì)胞化學(xué)組分的結(jié)果，進一步驗證了該菌株的生物學(xué)特征，確定其歸屬于新根瘤菌屬的一個新種，命名為Neorhizobium glycines EC2-8T。進一步基因組分析表明，EC2-8T是已測序新根瘤菌屬菌株中基因數(shù)量最多的。EC2-8T中信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和代謝相關(guān)基因占比較大，或可助力其參與侵染豆科植物和共生固氮的生物過程。

共線性分析顯示，不同菌株基因組存在重組現(xiàn)象，這反映它們?yōu)檫m應(yīng)不同生態(tài)環(huán)境而進行進化調(diào)整。研究構(gòu)建熒光標(biāo)記菌株后發(fā)現(xiàn)，EC2-8T能夠侵染大豆根瘤，并促進大豆結(jié)瘤。與商業(yè)化成熟的優(yōu)良根瘤菌菌株USDA 110T相比，EC2-8T在根瘤數(shù)量、鮮重和固氮酶活性等方面，均表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢，凸顯該菌株在未來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有應(yīng)用前景。

目前該菌種已作為該屬的模式菌株，保藏在中國和韓國微生物菌種保藏中心。該研究為國際根瘤菌菌種資源庫提供補充，利于研究同行免費獲取菌種資源，便于開展不同根瘤菌生物學(xué)特征和固氮機制研究。

相關(guān)研究成果發(fā)表在《植物、細(xì)胞與環(huán)境》Plant ,Cell & Environment上，研究工作得到國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃和中國科學(xué)院相關(guān)項目的支持。

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