中生根瘤菌是隸屬於Mesorhizobium屬的革蘭氏陰性菌，菌體呈短桿狀，菌落呈圓形且顏色為白色。該屬微生物具有與豆科植物共生固氮的功能，例如紫雲英根瘤中分離的華癸中生根瘤菌（Mesorhizobium huakuii）可形成有效根瘤。其遺傳特性表現為攜帶多個內源質粒，其中共生質粒對結瘤功能起關鍵作用。中國福建省和湖北省的土壤樣本中曾分離出該屬菌株，研究表明種植巨菌草可顯著提升土壤中該菌屬的相對豐度。
基本介紹
- 分類地位：根瘤菌目-中慢生根瘤菌屬
- 細胞形態：短桿狀革蘭氏陰性菌
- 菌落特徵：圓形白色菌落
- 碳源利用：D-阿拉伯糖、D-半乳糖等
- 主要用途：分類研究、教學套用
- 分布區域：中國福建、湖北等地
分類與形態特徵,共生固氮機制,遺傳特性研究,分子生物學進展,
分類與形態特徵
中生根瘤菌歸屬於Mesorhizobium屬，1997年分類調整後原華癸根瘤菌（Rhizobium huakuii）被劃歸該屬。菌體為革蘭氏陰性短桿菌，菌落呈圓形且顏色為白色，在好氧條件下生長。通過16S rDNA測序分析顯示，中國福建省紫雲英根瘤中分離的YX、Z3等菌株與該屬分類地位相符。
共生固氮機制
該屬微生物可與豆科植物建立共生關係。2006年研究顯示，華癸中生根瘤菌7653R菌株通過攜帶共生質粒，在紫雲英根部形成固氮根瘤。2018年土壤微生物群落研究表明，Mesorhizobium屬的相對豐度在巨菌草成熟期較種植前增長7.16倍，證實其在氮循環中的生態價值。該類菌株的結瘤能力依賴於nod基因簇編碼的結瘤因子，其結構特徵與苜蓿根瘤菌存在差異。
遺傳特性研究
華癸中生根瘤菌HN308和HN3015菌株均攜帶三個內源質粒，其中共生質粒pMhHN3015c經三親本雜交標記後仍保持穩定性。2008年實驗表明，使用Tn5-mob-sacB轉座子定向標記共生質粒後，突變株仍保留結瘤功能，而質粒消除的菌株則失去該能力。質粒消除研究表明，高溫聯合吖啶橙處理可有效消除該菌內源質粒，共生質粒缺失會導致脂多糖合成異常及固氮能力喪失。
分子生物學進展
2009年研究首次克隆了華癸中生根瘤菌的bacA基因，該基因編碼的跨膜蛋白與類菌體發育密切相關，其序列與苜蓿中華根瘤菌同源性達55%。REP-PCR分析顯示該菌存在16種16S rDNA基因型，表明其遺傳多樣性。通過Illumina MiSeq測序技術，研究者發現砒砂岩地區種植巨菌草可顯著改變該菌屬的生態分布。
