全 文 ：收稿日期：２０１２－０５－０８；修回日期：２０１２－０７－２５
基金项目：农业科技成果转化资金项目（２０１１ＧＢ２Ｂ２００００５）；黑
龙江省农业科技创新工程种子创新基金项目（２０１０－１０）；国家国际科
技合作项目（２０１１ＤＦＲ３０８４０－１１）
作者简介：朱瑞芬（１９８２－ ），女，甘肃省礼县人，助理研究员，硕
士，２００９年毕业于甘肃农业大学，主要从事豆科牧草根瘤菌方面的
研究，发表论文１０篇，Ｅｍａｉｌ：ｚｈｕｒｕｉｆｅｎ１９８３＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ．
文章编号：１６７３－５０２１（２０１２）０６－００２６－０６
基于ＧＧＥ双标图分析紫花苜蓿根瘤菌的抗盐性
朱瑞芬，唐凤兰，刘杰淋，刘凤岐，陈积山
（黑龙江省农科院草业研究所，黑龙江　哈尔滨　１５００８６）
　　摘要：为准确评价紫花苜蓿根瘤菌的抗盐性，采用ＧＧＥ双标图对来自兰西地区、哈尔滨地区的６个紫花苜蓿根
瘤菌（Ｒｈｉｚｏｂｉｕｍ）菌株分别进行耐盐性、耐酸碱及其泌酸碱能力的评价研究，结果表明：哈尔滨地区紫花苜蓿根瘤菌
株 Ｈｍｘ－ｃ耐盐性极强，在１０％ＮａＣｌ培养基上生长正常；兰西地区紫花苜蓿根瘤菌株Ｌｍｘ－ａ和哈尔滨地区紫花苜蓿
根瘤菌株 Ｈｍｘ－ｂ耐酸性最强，能在ｐＨ４．０的培养基上正常生长；耐碱性最强的是兰西地区菌株 Ｈｍｘ－ｃ，可以在
ｐＨ１２．０的培养基上正常生长。进一步试验表明，菌株 Ｈｍｘ－ａ既能抗ｐＨ　４．０的酸逆境，又能抗ｐＨ１１．０的碱逆境。
同时，菌株耐碱性的强弱与其泌酸能力相关。ＧＧＥ双标图为研究紫花苜蓿根瘤菌的抗逆性提供了更为直观有效的
分析手段。
关键词：ＧＧＥ双标图；根瘤菌；耐盐性；耐酸碱性；泌酸碱能力
中图分类号：Ｓ１５４．３　　　文献标识码：Ａ
　　豆科植物与根瘤菌共生固氮作用一直是生物固
氮研究的焦点［１］。生物固氮是固氮微生物通过固氮
酶将分子氮催化形成氨的过程。自然界中的生物固
氮主要有自生固氮和共生固氮两种形式，在现代农
业中具有提高作物产量、培肥土壤、维持生态系统平
衡的作用。要增加生物固氮的数量，就要有效利用
现有的固氮资源和寻找新的固氮资源。自生固氮指
微生物独立进行固氮；共生固氮指微生物在自然条
件下必须与另一种生物配合才能固氮。共生固氮是
生物固氮领域中研究的热点，而豆科植物与根瘤菌
是共生固氮中作用最强的体系。
近几十年来，随着人们对生物固氮的关注，根瘤
菌肥在农业上的应用越来越广泛，但促生效果参差
不齐。分析原因主要是菌肥中的根瘤菌抗逆性不
强，接种到土壤中后存活率不高，并且大量适应力强
的土著根瘤菌与接种根瘤菌互相竞争，接种根瘤菌
多数情况处于弱势，而土著根瘤菌结瘤固氮能力较
差［２］。因此，筛选菌株时要求综合考虑寄主和环境
条件相互关系，选择适应特定寄主和特定环境的特
异菌株或适应多寄主和多种环境条件的广谱菌株。
我国根瘤菌的研究起步较晚，始于１９５０年［３］，
以引进国外根瘤菌剂应用为主。１９８０年开始立项
进行大规模豆科植物根瘤菌筛选与利用研究。不同
地区、种属间根瘤菌菌株抗逆能力差异性较大，筛选
评价优良紫花苜蓿根瘤菌及其菌剂开发意义重大。
黑龙江省地域特征明显，筛选出适合本省寒地生态
环境定植、抗逆性强、结瘤率高并与主栽品种相匹配
的优良根瘤菌，建立高效且适应性强的苜蓿－根瘤
菌共生固氮体系，在人工草地建植中推广应用苜蓿
根瘤菌菌剂及菌肥系列产品，对我国北方草业发展、
及农业环境生态工程建设具有重要意义。
基因型和基因与环境互作合称为“ＧＧＥ”。
ＧＧＥ双标图法是一种新的多因素互作的分析方法，
以图解的方式分析基因型、基因与环境的互作关系，
相对于其他分析方法（或模型）能提供更多信息。
ＧＧＥ双标图法作为一个能有效揭示因素互作的优
异方法，以图谱的形式显示二维矩阵。它将原始数
据进行矩阵处理，使数据只含处理主效应（基因型，
Ｇ）和处理与环境互作效应 ＧＥ，对 ＧＧＥ（基因型和
基因与环境互作效应）作单值分解，并以第一和第
二主成分为坐标轴，将其放到二维图上即可形成
ＧＧＥ双标图。基于此理，目前ＧＧＥ双标图方法广
泛应用于基因环境互作、ＱＴＬ互作、寄主－病原菌
关系、肥料互作、双列杂交等基因芯片等领域的两向
数据研究。
本文利用基因环境互作数据处理方法，对两个
不同种植区紫花苜蓿根系分离获得的２８株根瘤菌
—６２—
第３４卷　第６期
Ｖｏｌ．３４　Ｎｏ．６
　　　　　　　　　
中　国　草　地　学　报
Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｇｒａｓｓｌａｎｄ
　　　　　　　　　
２０１２年１１月
Ｎｏｖ．２０１２
株，进行耐盐、耐酸、耐碱及其酸碱分泌能力指标的
研究，以期筛选出优良的抗逆性菌株，旨在为高纬度
寒冷地区建植紫花苜蓿人工草地以及盐碱地改良提
供优良菌株资源，为充分发掘优异根瘤菌株在提高
苜蓿产量方面的优势提供理论参考和分析手段。
１　材料与方法
１．１　试验材料
１．１．１　供试菌株
供试菌株信息见表１。
表１　菌株编号及来源地
Ｔａｂｌｅ　１　Ｔｈｅ　ｓｏｕｒｃｅ　ａｎｄ　ｃｏｄｅ　ｏｆ　ｔｅｓｔｅｄ　ｓｔｒａｉｎｓ
菌株编号
Ｃｏｄｅ
菌株来源
Ｓｏｕｒｃｅ
位置
Ｓｉｔｅ
土壤类型
Ｓｏｉｌ　ｔｙｐｅ
Ｌｍｘ－ａ
Ｌｍｘ－ｂ
Ｌｍｘ－ｃ
Ｈｍｘ－ａ
Ｈｍｘ－ｂ
Ｈｍｘ－ｃ
兰西地区
兰西地区
兰西地区
哈尔滨地区
哈尔滨地区
哈尔滨地区
Ｅ１２６°１６′Ｎ４６°１５′
Ｅ１２６°１６′Ｎ４６°１５′
Ｅ１２６°１６′Ｎ４６°１５′
Ｅ１２５°４２′Ｎ４４°０４′
Ｅ１２５°４２′Ｎ４４°０４′
Ｅ１２５°４２′Ｎ４４°０４′
盐碱土
盐碱土
盐碱土
黑土
黑土
黑土
１．１．２　基础培养基
酵母－甘露醇（ＹＭＡ）培养基［４］，配方为：甘露
醇１０．０ｇ／Ｌ，氯化钠０．１ｇ／Ｌ，七水合硫酸镁０．２ｇ／Ｌ，酵
母粉１．０ｇ／Ｌ，磷酸氢二钾０．５ｇ／Ｌ，蒸馏水１０００ｍｌ／Ｌ，
ｐＨ值７．０～７．２，固体培养基则每升加１５ｇ琼脂。
将待测菌株接种至液体 ＹＭＡ培养基上，２８℃生长
４８±６ｈ，用灭菌水将各菌株悬浮液调节至相同
ＯＤ６００值。
１．２　试验设计与方法
１．２．１　菌株耐盐特性测定
ＮａＣｌ浓度配制：Ｃ１（０．８％）、Ｃ２（１．２％）、Ｃ３
（２．４％）、Ｃ４（３％）、Ｃ５（８．５％）、Ｃ６（９．０％）、Ｃ７
（１０．０％）ＹＭＡ培养液，取１．１．２获得的菌液１ｍｌ
接至以上ＮａＣｌ浓度的灭菌ＹＭＡ培养液中，２８℃摇
床（１２０ｒ／ｍｉｎ转速）培养８０±６ｈ，以分光光度计测菌
液ＯＤ６００值，测试供试菌株在不同ＮａＣｌ浓度下生长
情况。ＣＫ为基础培养基，每处理３个重复［５］。
１．２．２　菌株耐酸碱特性测定
用盐酸和氢氧化钠调节培养基ｐＨ 值，制成
ＰＨ依次为３．０、４．０、５．０、６．０、８．０、９．０、１０．０、１１．０、
１２．０的培养液。供试菌株接种、培养、测试方法同
１．２．１。
１．２．３　菌株泌酸碱特性测定
５ｍｌ　０．５％溴麝香草酚兰溶液加入到１０００ｍｌ液
体ＹＭＡ培养基中，氢氧化钠溶液调节培养基呈草
绿色，ｐＨ为７．０。供试菌株接种方法同１．２．１。接
种后培养液在２８℃摇床上培养３～７ｄ观察结果。
菌液若有泌酸能力，培养基逐渐呈黄色［６］，泌酸能力
越强，黄色越深。菌液ｐＨ值测定用酸度计。
１．３　分析方法
在菌株基因型评价的同时考虑菌株总体效应
（Ｇ）和菌株×环境互作效应（ＧＥ）。首先，对品种区
域试验数据进行标准化，再经过主成分（Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ
ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ，ＰＣ）ＰＣ１和ＰＣ２的单值分解（Ｓｉｎｇｕ－
ｌａｒ　ｖａｌｕｅ　ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＳＶＤ）及主成分 ＰＣ１ 和
ＰＣ２上的特征向量，形成 ＧＧＥ双标图。ＧＧＥ双标
图采用平均环境坐标法（Ａｖｅｒａｇｅ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｃｏ－
ｏｒｄｉｎａｔｅ，ＡＥＣ）使其更简洁全面地显示两向数据
表中的信息结果。即过原点构成 ＡＥＣ 的横轴
ＡＥＡ（Ａｖｅｒａｇｅ－ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ａｘｉｓ），通过原点垂直
于 ＡＥＡ的直线就是 ＡＥＣ的纵轴。ＧＧＥ双标图给
出菌株和环境图标直观地进行菌株某一性状和稳定
性的结合分析的同时，还能利用 ＡＥＣ作图确定出
一个理想菌株（或环境）的位置。在所有含不同盐浓
度的ＹＭＡ培养环境中，通过ＧＧＥ坐标图可以定义
ＡＥＡ正向一侧的最长基因型向量的长度（平均值最
高）即理想菌株，所谓“理想菌株”事实上并不一定存
在，但可以根据与理想菌株的接近程度对供试菌株
优劣进行排序。靠近同心圆中心越近，则表示该菌
株越理想，反之亦然。
在本试验中，菌株效应 Ｇ、环境效应 Ｅ和菌株
与环境互作效应ＧＥ，分别占到产量变异的３．１７％，
９２．７５％ 和４．０８％ 。在一般的试验中，尽管环境效
应Ｅ占的比例都很大，但它却与菌株评价没有关
系，与菌株评价有关的只是菌株效应 Ｇ和菌株与环
境互作效应 ＧＥ，因此 ＧＧＥ双标图分析中去掉了环
境效应Ｅ，只剩下菌株效应 Ｇ和菌株与环境互作效
应 ＧＥ，并且合并起来分析，简称ＧＧＥ。
１．４　数据处理
试验数据采用用 Ｅｘｃｅｌ和 ＳＰＳＳ 统计软件、
ＧＧＥ双标图软件处理。
２　结果与分析
２．１　紫花苜蓿根瘤菌株耐盐性
紫花苜蓿根瘤菌耐盐性在 ０．８％、１．２％、
２．４％、３．０％、８．５％、９．０％、１０．０％的ＹＭＡ培养液
培养下，各个菌株在不同 ＮａＣｌ浓度培养基上生长
差异明显，其中菌株 Ｈｍｘ－ｃ在含１０％ ＮａＣｌ基础培
—７２—
朱瑞芬　唐凤兰　刘杰淋　刘凤岐　陈积山　　　基于ＧＧＥ双标图分析紫花苜蓿根瘤菌的抗盐性
养基上生长，耐盐能力较强，占分离根瘤菌总数的
１７．９％；菌株Ｌｍｘ－ａ、Ｌｍｘ－ｃ在２．４％ＮａＣｌ的ＹＭＡ
培养基上不生长或生长量缓慢，占分离根瘤菌总数
的３３．３％；但多数菌株适宜于０．８％～３．０％浓度生
长。
在图１中，双标图主成分ＰＣ１（８１．７％）和ＰＣ２
（１６．３％）集中了 Ｇ＋ＧＥ 的大部分变异信息
（９８％），据此分析推断具有较大的可靠性。图１中
６株菌株加７个不同ＮａＣｌ含量的培养环境共计１３
个点就包含了试验结果的主要信息。在 ＧＧＥ双标
图分析中，由于 ＡＥＡ代表了菌株的平均耐盐性状
值，在 ＡＥＡ的投影，箭头所示方向为正，即各个菌
株在 ＡＥＡ 轴上的投影点越靠右，其耐盐性越大。
在 ＡＥＣ纵轴右边的菌株，其耐盐性状值大于平均
值，而在 ＡＥＣ纵轴左边的菌株，其耐盐性状值小于
平均值，其耐盐性顺序为 Ｈｍｘ－ｃ＞ Ｈｍｘ－ｂ ≥
Ｌｍｘ－ｂ＞ Ｈｍｘ－ａ＞Ｌｍｘ－ｃ＞Ｌｍｘ－ａ。ＡＥＣ纵轴代
表了菌株的稳定性，ＡＥＣ横轴上垂线的长短显示
菌株稳定性的大小，此值越接近于０，稳定性越好。
从图１可以看出，菌株 Ｈｍｘ－ａ稳定性最好。综合
比较，耐盐性和稳定性较好的为菌株 Ｈｍｘ－ｃ。
图１　基于 ＧＧＥ－ｂｉｐｌｏｔ分析比较参试菌
株耐盐表现及其稳定性
Ｆｉｇ．１Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓ　ｏｆ　ｔｅｓｔｅｄ　ｓｔｒａｉｎｓ　ｆｏｒ　ｓａｌｔ
ｓｔｒｅｓｓ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｂａｓｅｄ
ｏｎ　ＧＧＥ－ｂｉｐｌｏｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ
　　根据与理想菌株的接近程度，可直观地对供试
菌株优劣进行排序。越靠近同心圆中心，则表示该
菌株越理想。从图２可见，Ｈｍｘ－ｃ靠近最小同心
圆，说明其是耐盐、稳定的菌株；而 Ｌｍｘ－ａ、Ｌｍｘ－ｃ
菌株距离同心圆最远，是耐盐性、稳定性最差的菌株。
图２　基于ＧＧＥ－ｂｉｐｌｏｔ分析比较参试菌
株与理想菌株
Ｆｉｇ．２　Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓ　ｏｆ　ｔｅｓｔｅｄ　ｓｔｒａｉｎｓ　ｗｉｔｈ
ｔｈｅ　ｉｄｅａｌ　ｃｕｌｔｉｖａｒ　ｆｏｒ　ｓａｌｔ　ｓｔｒｅｓｓ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ　ｂａｓｅｄ
ｏｎ　ＧＧＥ－ｂｉｐｌｏｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ
２．２　紫花苜蓿根瘤菌株耐酸、耐碱性
用 ＨＣｌ和ＮａＯＨ调节培养液ｐＨ 值进行菌株
的耐酸、耐碱性试验表明（图３），双标图主成份分别
集中了９２．７％、９３．１％的变异信息，据此分析推断
６株菌株在４个不同ｐＨ 的培养环境中耐酸、耐碱
性具有较大的可靠性。在酸逆境下，各菌株均可在
ｐＨ　５．０的培养基上生长，其中菌株Ｌｍｘ－ａ、Ｈｍｘ－ａ
能在ｐＨ　４．０的培养基上生长，说明其耐酸能力很
强。双标图表明，在 ＡＥＣ纵轴右边的菌株，其耐酸
性状值大于平均值，而在 ＡＥＣ纵轴左边的菌株，其
耐酸性状值小于平均值，其耐酸性顺序为 Ｌｍｘ－ａ＞
Ｈｍｘ－ｂ＞ Ｈｍｘ－ａ＞Ｌｍｘ－ｂ＞Ｌｍｘ－ｃ＞Ｈｍｘ－ｃ。菌
株的稳定性顺序为 Ｈｍｘ－ｃ＞Ｌｍｘ－ａ＞ Ｌｍｘ－ｃ＞
Ｈｍｘ－ａ＝Ｌｍｘ－ｂ＞Ｈｍｘ－ｂ。综合比较，耐酸性和稳
定性较好的为菌株Ｌｍｘ－ａ。在碱逆境下，各菌株均
可在ｐＨ　１０．０的碱性培养基上生长，其中菌株Ｈｍｘ－ｃ、
Ｈｍｘ－ａ可在ｐＨ　１１．０的培养基上生长，表明其耐碱
性较强；其耐碱性顺序为Ｈｍｘ－ｃ＞Ｈｍｘ－ａ＞Ｌｍｘ－ｃ
＞Ｌｍｘ－ｂ＞Ｌｍｘ－ａ＞ Ｈｍｘ－ｂ。菌株的稳定性顺序
为Ｌｍｘ－ａ＝ Ｌｍｘ－ｃ＞Ｈｍｘ－ａ＞Ｈｍｘ－ｃ＞Ｌｍｘ－ｂ
＞Ｈｍｘ－ｂ。综合分析，Ｈｍｘ－ａ既可在ｐＨ　４．０的酸
性培养基上生长，又能在ｐＨ　１１．０的碱性培养基上
生长，并且稳定性较好。
同样，双图标以理想菌株为圆心做多层同心圆，
对供试菌株在耐酸、耐碱的优劣进行排序。越靠近
同心圆中心，则表示该菌株在耐酸、耐碱越理想，
—８２—
中国草地学报　２０１２年　第３４卷　第６期
反之亦然。由图４可见，Ｌｍｘ－ａ、Ｈｍｘ－ｃ靠近最小 同心圆，说明其分别是耐酸、耐碱的最优菌株。
Ａ：耐酸性；Ｂ：耐碱性
Ａ：Ａｃｉｄ　ｓｔｒｅｓｓ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ；Ｂ：Ａｌｋａｌｉ　ｓｔｒｅｓｓ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ
图３　基于 ＧＧＥ－ｂｉｐｌｏｔ分析比较参试菌株耐酸、耐碱表现及其稳定性
Ｆｉｇ．３　Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓ　ｏｆ　ｔｅｓｔｅｄ　ｓｔｒａｉｎｓ　ｆｏｒ　ａｃｉｄ　ａｎｄ　ａｌｋａｌｉ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＧＧＥ－ｂｉｐｌｏｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ
左右图圆心分别表示耐酸耐碱理想菌株
Ｔｈｅ　ｃｅｎｔｅｒｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｉｒｃｌｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｌｅｆｔ　ａｎｄ　ｒｉｇｈｔ　ｆｉｇ　ｍｅａｎ　ｉｄｅａｌ　ｓｔｒａｉｎ　ｗｉｔｈ　ａｃｉｄ　ａｎｄ　ａｌｋａｌｉ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ　ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ
图４　基于ＧＧＥ－ｂｉｐｌｏｔ分析比较参试菌株与理想耐酸、耐碱菌株
Ｆｉｇ．４　Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓ　ｏｆ　ｔｅｓｔｅｄ　ｓｔｒａｉｎｓ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｉｄｅａｌ　ｃｕｌｔｉｖａｒ　ｆｏｒ　ａｃｉｄ　ａｎｄ　ａｌｋａｌｉ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＧＧＥ－ｂｉｐｌｏｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ
２．３　紫花苜蓿根瘤菌泌酸能力测定
供试各菌株泌酸能力差异显著（Ｐ＜０．０５）（表
２），菌株Ｌｍｘ－ａ具有最强泌酸能力（ｐＨ＝３．５３），与
其他５个菌株具有极显著差异（Ｐ＜０．０１）。Ｌｍｘ－ｂ
具有较强泌酸能力（ｐＨ＝４．１１），与其他菌株具有显
著差异 （Ｐ＜０．０５）。分析发现，泌酸能力较强的菌
株大多具有较强的抗碱能力，泌酸能力最强的菌株
Ｌｍｘ－ａ，其耐碱性也是所有供试菌株中最强的。根
瘤菌未分泌酸的培养基呈草绿色（ｐＨ７．０）；根瘤菌
分泌酸后的菌液的黄色随ｐＨ降低逐渐加深。接种
菌株的培养基最后均变黄，因此可以断定６个根瘤
菌株均有泌酸能力。
３　讨论
ＧＧＥ双标图广泛适用于所有二向数据资料的
分析［７～８］，表现出极大的直观、便利性。通过研究发
现６株根瘤菌菌株都是通过逐层遴选的优良菌株。
分析可见，耐盐性和稳定性较好的为菌株 Ｈｍｘ－ｃ，
—９２—
朱瑞芬　唐凤兰　刘杰淋　刘凤岐　陈积山　　　基于ＧＧＥ双标图分析紫花苜蓿根瘤菌的抗盐性
表２　紫花苜蓿根瘤菌分泌酸能力
Ｔａｂｌｅ　２　Ｔｈｅ　ａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ａｃｉｄ　ａｎｄ　ａｌｋａｌｉ　ｓｅｃｒｅｔｉｎｇ　ｏｆ
ａｌｆａｌｆａ　Ｒｈｉｚｏｂｉｕｍ
菌株
Ｔｒａｉｎｓ
ｐＨ均值
Ａｖｅｒａｇｅ　ｐＨ
Ｌｍｘ－ａ　 ３．５３ａＡ
Ｌｍｘ－ｂ　 ４．１１ｂＢ
Ｌｍｘ－ｃ　 ４．３９ｃｄＣ
Ｈｍｘ－ａ　 ４．５３ｄＣ
Ｈｍｘ－ｂ　 ４．５７ｄＣ
Ｈｍｘ－ｃ　 ５．１８ｅＤ
　　注：小写字母表示５％水平上差异显著，大写字母表示１％水平
差异显著。
Ｎｏｔｅ：Ｔｈｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｍａｌ　ａｎｄ　ｃａｐｉｔａｌ　ｌｅｔｔｅｒｓ　ｍｅａｎ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ａｔ　０．０５ａｎｄ　０．０１ｌｅｖｅｌ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．
耐酸性和稳定性较好的为菌株Ｌｍｘ－ａ，试验未发现
综合抗逆都达到最好的菌株。但调查发现各类型区
都有特殊适应性的优异菌株，所以菌株筛选不必苛
求其有全面优异的特性，科研工作者在筛选和生产
中更应重视在某一生境下具有的特殊适应性菌株的
选择与利用。
Ａｂｄｅｌ等［９］的研究表明，根瘤菌数量在高盐度
（ＮａＣｌ）胁迫下受到较大影响，较低水平的盐胁迫对
根瘤菌数量影响不大，但豆血红蛋白含量、固氮酶活
性以及类菌体中蛋白质含量会有一定影响。盐分胁
迫对固氮的影响，可能同其影响根瘤内氧气的扩散
调节和离子分布有关［１０］。康金花等［１１］报道，新疆苜
蓿菌株Ｒ３４６能耐１０％浓度的ＮａＣｌ，本试验发现有
４株供试菌株在１０％浓度 ＮａＣｌ下可以正常生长。
但该研究结果与其他地区和其他种属植物根瘤菌菌
株在盐分胁迫下的表现有较大差异［１２～１５］，具体原因
还需做进一步研究才能确定。师尚礼等［５］报道，菌
株ＤＡ４２、ＧＬ２１、ＷＡ３２在ｐＨ＝４．０与ｐＨ＝１２．０
的条件下均可正常生长，其他地区与种属较少见根
瘤菌具有极端抗逆性的报道。本试验发现部分菌株
在耐酸碱性上有较大优势，其中１株菌株（菌株
Ｈｍｘ－ａ）在ｐＨ＝４．０和ｐＨ＝１１．０的条件下都能生
长正常，初步推断认为，对环境的长期适应使该地区
紫花苜蓿根瘤菌具有极强的抗逆性。对于具有“双
高”抗逆性的菌株的生理生化及抗逆性机理需进一步
的研究。
对被试紫花苜蓿根瘤菌泌酸能力的测定及其与
耐碱能力的综合分析表明，紫花苜蓿根瘤菌的耐碱
能力与其泌酸能力具有一定相关性，这一结果与杨
江科等报道［１６］的大豆根瘤菌的结论一致，但紫花苜
蓿根瘤菌耐酸碱能力与其酸碱分泌能力具体存在何
种相关性还需做进一步研究。
４　结论
借助 ＧＧＥ双标图研究紫花苜蓿根瘤菌菌株在
不同逆境下的抗逆性和稳定性。６株紫花苜蓿根瘤
菌表现出不同的耐盐性，最高耐盐量达１０％，占所
供试菌株的１４．３％。哈尔滨地区紫花苜蓿根瘤菌
耐盐能力较兰西地区强。寒地紫花苜蓿根瘤菌具有
较好的逆境耐受能力，既具有较好抗酸性或抗碱性
单一功能的菌株，又具有耐酸碱综合能力突出的菌
株。菌株 Ｈｍｘ－ａ既能耐ｐＨ值４．０的盐酸，又能耐
ｐＨ值１１．０的 ＮａＯＨ。对６个紫花苜蓿根瘤菌株
耐酸碱、耐碱和泌酸能力的测定发现，菌株Ｌｍｘ－ａ
综合抗逆能力最好。
参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：
［１］　Ｐｏｓｔｇａｔｅ　Ｊ　Ｒ．Ｔｈｅ　ｆｕｎｄｍｅｎｔａｌ　ｇｅｎｅｔｉｃｓ　ｏｆ　ｎｉｔｒｏｇｅｎ　ｆｉｘａｔｉｏｎ
［Ｍ］．Ｌｏｎｄｏｎ：Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｐｒｅｓｓ，１９９２：１－１０．
［２］　Ｓｅｓｓｉｔｓｃｈ　Ａ，Ｐａｔｒｉｃｋ，Ｋ　Ｊ，Ｇｕｄｎｌ　Ｈ，ｅｔ　ａｌ．Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ
ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅ　ｉｎｄｅｘ　ｏｆ　Ｒｈｉｚｏｂｉｕｍ　ｔｒｏｐｉｃｉ　ｓｔｒａｉｎ　ＣＩＡＴ８９９ｄｅｒｉｖａ－
ｔｉｖｅｓ　ｍａｒｋｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ＧｕｓＡ　ｇｅｎｅ［Ｊ］．Ｓｏｉｌ　Ｂｉｏｃｈｅｍ ，１９９８，３９：
１０９９－１１１０．
［３］　师尚礼．紫花苜蓿根瘤菌研究进展［Ｊ］．甘肃农业大学学报，
２００５，（２）：２６２－２６７．
Ｓｈｉ　Ｓｈａｎｇｌｉ．Ａｄｖａｎｃｅ　ｏｆ　ａｌｆａｌｆａ　ｎｏｄｕｌｅ　ｂａｃｔｅｒｉａ　ｒｅｓｅａｒｃｈ［Ｊ］．
Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｇａｎｓｕ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００５，（２）：２６２－
２６７．
［４］　万晓红，韦革宏，杨亚珍，等．紫花苜蓿品种根瘤菌表型多样性
研究［Ｊ］．草地学报，２００４，（４）：４８－４９．
Ｗａｎ　Ｘｉａｏｈｏｎｇ，Ｗｅｉ　Ｇｅｈｏｎｇ，Ｙａｎｇ　Ｙａｚｈｅｎ，ｅｔ　ａｌ．Ｐｈｅｎｏｔｙｐｅ
ｄｉｖｅｒｓｉｔｉｅｓ　ｏｆ　ｒｈｉｚｏｂｉａ　ｉｓｏｌａｔｅｄ　ｆｒｏｍ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｔａｒｉｎｓ　ｏｆ　Ｍｅｄｉｃａ－
ｇｏ　ｓａｔｉｖａ［Ｊ］．Ａｃｔａ　Ａｇｒｅｓｔｉａ　Ｓｉｎｉｃａ，２００４，（４）：４８－４９．
［５］　师尚礼，刘建荣，等．甘肃寒旱区苜蓿根瘤菌抗逆性评价［Ｊ］．草
地学报，２００７，（２）：１－６．
Ｓｈｉ　Ｓｈａｎｇｌｉ，Ｌｉｕ　Ｊｉａｎｒｏｎｇ，ｅｔ　ａｌ．Ｓｔｒｅｓｓ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｏｆ
ａｌｆａｌｆａ　ｎｏｄｕｌｅ　ｂａｃｔｅｒｉａ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｌｄ　ａｎｄ　ｄｒｏｕｇｈｔ　ｒｅｇｉｏｎｓ　ｏｆ　Ｇａｎｓｕ
Ｐｒｏｖｉｎｃｅ［Ｊ］．Ａｃｔａ　Ａｇｒｅｓｔｉａ　Ｓｉｎｉｃａ，２００７，（２）：１－６．
［６］　赵英，陈小斌，蒋昌顺．我国银合欢研究进展［Ｊ］．热带农业科
学，２００６，２６（４）：５５－５８．
Ｚｈａｏ　Ｙｉｎｇ，Ｃｈｅｎ　Ｘｉａｏｂｉｎｇ，Ｊｉａｎｇ　Ｃｈａｎｇｓｈｕｎ．Ａｄｖａｎｃｅｓ　ｏｎ
ｓｔｕｄｉｅｓ　ｏｆ　Ｌｅｕｃａｅｎａ　ｂｅｎｔｈａｍｉｎ　Ｃｈｉｎａ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ
Ｔｒｏｐｉｃａｌ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，２００６，２６（４）：５５－５８．
［７］　Ｂｒｏｃｋｗｅｌ　Ｊ．Ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒｈｉｚｏｂｉａ　ｍｉｃｒｏｆｌｏｒａ　ｆｏｒ　ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ
ｌｅｇｕｍｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ　ａｎｄ　ｓｏｉｌ　ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ：Ａ　ｃｒｉｔｉｃａｌ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ［Ｊ］．
Ｐｌａｎｔ　Ｓｏｉｌ，１９９５，１７４：４３－１８０．
［８］　Ｙａｐ　Ｓ　Ｆ．Ｌｉｍｉｔｉｓｔ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｏｆ　Ｒｈｉｚｏｂｉｕｍｓｐ．ＵＭＫＩ．２０ｔｏ　ｓｏ－
ｄｉｕｍ　ｃｈｌｏｒｉｄｅ　ｓｔｒｅｓｓ［Ｊ］．Ａｒｃｈ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ，１９８３，１３５：２２４－
２２８．
［９］　Ａｂｄｅｌ　Ｗａｈａｂ　Ａ　Ｍ．Ｓｔｕｄｉｅｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｓａｌｉｎｉｔｙ　ｄｒｏｕｇｈｔ
ｓｔｒｅｓｓ　ａｎｄ　ｓｏｉｌ　ｔｙｐｅ　ｏｎ　ｎｏｄｕｌｅ　ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｌａｂｌａｂ　ｐｕｒｐｕｒｅ
—０３—
中国草地学报　２０１２年　第３４卷　第６期
（Ｌ．）ｓｗｅｅｔ．（Ｋａｓｈｒａｎｇｅｅｇ）［Ｊ］．Ｊ．Ａｒｉｄ　Ｅｎｖｉｒｏｎ，２００２，５１
（４）：５８７－６０２．
［１０］　Ｓｅｒｒａｊｒ，Ｖａｓｑｕｅｚｄｉａｚｈ，Ｄｒｅｖｏｎｊｉ．Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｓａｌｔ　ｓｔｒｅｓｓ　ｏｎ　ｎｉ－
ｔｒｏｇｅｎ　ｆｉｘａｔｉｏｎ，ｏｘｙｇｅｎ　ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ　ａｎｄ　ｉｒｏｎ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｉｎ　ｓｏｙ－
ｂｅａｎ，ｃｏｍｍｏｎ　ｂｅａｎ，ａｎｄ　ａｌｆａｌｆａ［Ｊ］．Ｊ．Ｐｌａｎｔ　Ｎｕｔｒ．，１９９８，２１
（３）：４７５－４８８．
［１１］　康金花，关桂兰，沈艳芳．苜蓿根瘤菌耐盐碱性试验［Ｊ］．干旱
区研究，１９９６，（３）：１３－１５．
Ｋａｎｇ　Ｊｉｎｈｕａ，Ｇｕａｎ　Ｇｕｉｌａｎ，Ｓｈｅｎ　Ｙａｎｆａｎｇ．Ｔｈｅ　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ
ｏｎ　ｓａｌｉｎｅ－ａｌｋａｌｉ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ　ｏｆ　Ｍｅｄｉｃａｇｏ　Ｒｈｉｚｏｂｉｕｍｓｐ［Ｊ］．Ａｒ－
ｉｄ　Ｚｏｎｅ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，１９９６，（３）：１３－１５．
［１２］　宁国赞，刘惠琴，马晓彤．豌豆根瘤菌优良菌种筛选及应用的
研究［Ｊ］．中国草地，１９９７，（２）：４８－５１．
Ｎｉｎｇ　Ｇｕｏｚａｎ，Ｌｉｕ　Ｈｕｉｑｉｎ，Ｍａ　Ｘｉａｏｔｏｎｇ．Ａ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｓｃｒｅｅｎ－
ｉｎｇ　ｏｆ　ｄｅｓｉｒａｂｌｅ　Ｌｅｇｕｍｉｎｏｓａｒｕｍ Ｆｒａｎｋ　ｒｈｚｏｂｉａｌ　ｓｔｒａｉｎｓ　ａｎｄ
ｔｈｅｉｒ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｇｒａｓｓｌａｎｄ，１９９７，
（２）：４８－５１．
［１３］　陈丹明，曾昭海，隋新华，等．紫花苜蓿高效共生根瘤菌的筛
选［Ｊ］．草业科学，２００２，１９（６）：２７－３１．
Ｃｈｅｎ　Ｄａｎｍｉｎｇ，Ｚｅｎｇ　Ｓｈａｏｈａｉ，Ｓｕｉ　Ｘｉｎｈｕａ，ｅｔ　ａｌ．Ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ　ｏｆ
ｈｉｇｈ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｓｙｍｂｉｏｎｔｉｃ　ｒｈｉｚｏｂｉｕｍ　ｏｎ　ａｌｆａｌｆａ［Ｊ］．Ｐｒａｔａｃｕｌ－
ｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００２，１９（６）：２７－３１．
［１４］　李力，曹凤明，等．花生根瘤菌的抗逆性初步研究［Ｊ］．微生物
学通报，２０００，（１）：４２－４７．
Ｌｉ　Ｌｉ，Ｃａｏ　Ｆｅｎｇｍｉｎｇ，ｅｔ　ａｌ．Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ　ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｐｅａｎｕｔ　ｒｈｉｚｏ－
ｂｉａ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ　ｆｏｒ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ　ｔｏ　ｓｔｒｅｓｓｅｓ［Ｊ］．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，
２０００，（１）：４２－４７．
［１５］　南宏伟．几个相思类树种优良根瘤菌菌株的筛选及评价［Ｄ］．
福州：福建农林大学，２００７．
Ｎａｎ　Ｈｏｎｇｗｅｉ．Ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ　ａｎｄ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｕｐｅｒ　ｓｔｒａｉｎｓ　ｏｆ
ｒｈｉｚｏｂｉａ　ｉｓｏｌａｔｅｄ　ｆｒｏｍ　ｒｏｏｔ　ｎｏｄｕｌｅｓ　ｏｆ　ａｃａｃｉａ［Ｄ］．Ｆｕｚｈｏｕ：Ｆｕ－
ｊｉａｎ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ　ａｎｄ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００７．
［１６］　杨江科，周琴，周俊初．ｐＨ对土壤中土著快、慢生大豆根瘤菌
结瘤的影响［Ｊ］．应用生态学报，２００１，１２（４）：６３９－６４６．
Ｙａｎｇ　ＪｉａｎｇＫｅ，Ｚｈｏｕ　Ｑｉｎ，Ｚｈｏｕ　Ｊｕｎｃｈｕ．Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｐＨ　ｏｎ　ｎｏｄ－
ｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｏｙｂｅａｎ　ｒｈｉｚｏｂｉａ　ｆｒｏｍ　Ｗｅｉｆａｎｇ　ａｎｄ　Ｈｕａｙｕａｎｋｏｕ
ｓｏｉｌｓ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｅｃｏｌｏｇｙ，２００１，１２（４）：
６３９－６４６．
Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　Ｓａｌｔ　Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｏｆ　Ａｌｆａｌｆａ　Ｒｈｉｚｏｂｉｕｍ
Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＧＧＥ－Ｂｉｐｌｏｔ　Ａｎａｌｙｓｉｓ
ＺＨＵ　Ｒｕｉ－ｆｅｎ，ＴＡＮＧ　Ｆｅｎｇ－ｌａｎ，ＬＩＵ　Ｊｉｅ－ｌｉｎ，ＬＩＵ　Ｆｅｎｇ－ｑｉ，ＣＨＥＮ　Ｊｉ－ｓｈａｎ
（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｐｒａｔａｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ
Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｈａｒｂｉｎ１５００８６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｉｘ　ｒｈｉｚｏｂｉａ　ｓｔｒａｉｎｓ　ｗｅｒｅ　ｉｓｏｌａｔｅｄ　ｆｒｏｍ　ａｌｆａｌｆａ　Ｒｈｉｚｏｂｉｕｍｉｎ　Ｌａｎｘｉ　ａｎｄ　Ｈａｒｂｉｎ，ｔｈｅ　ｓａｌｔ－ｒｅ－
ｓｉｓｔａｎｃｅ，ａｃｉｄ－ａｌｋａｌｉ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ａｎｄ　ａｃｉｄ－ａｌｋａｌｉ　ｓｅｃｒｅｔｉｎｇ　ａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｅａｃｈ　ｓｔｒａｉｎ　ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ
ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｓａｌｔ－ｒｅｓｉｓｔａｎｔ　ａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｓｔｒａｉｎ　Ｈｍｘ－ｃ　ｉｎ　Ｈａｒｂｉｎ　ｗａｓ　ｔｈｅ　ｓｔｒｏｎｇｅｓｔ，ａｎｄ　ｃａｎ　ｒｅｇｕｌａｒｌｙ　ｇｒｅｗ
ｉｎ　１０％ ＮａＣｌ　ｍｅｄｉｕｍ；ｔｈｅ　ａｃｉｄ－ｒｅｓｉｓｔａｎｔ　ａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｓｔｒａｉｎ　Ｌｍｘ－ａ　ｉｎ　Ｌａｎｘｉ　ａｎｄ　ｓｔｒａｉｎ　Ｈｍｘ－ｂ　ｉｎ　Ｈａｒｂｉｎ　ｗａｓ
ｔｈｅ　ｓｔｒｏｎｇｅｓｔ，ａｎｄ　ｃａｎ　ｒｅｇｕｌａｒｌｙ　ｇｒｅｗ　ｉｎ　ｍｅｄｉｕｍ　ｗｉｔｈ　ｐＨ　ｖａｌｕｅ　ｏｆ　４．０；ｔｈｅ　ａｌｋａｌｉ－ｒｅｓｉｓｔａｎｔ　ａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｓｔｒａｉｎ
Ｈｍｘ－ｃ　ｉｎ　Ｌａｎｘｉ　ｗａｓ　ｔｈｅ　ｓｔｒｏｎｇｅｓｔ，ａｎｄ　ｃａｎ　ｒｅｇｕｌａｒｌｙ　ｇｒｅｗ　ｉｎ　ｍｅｄｉｕｍ　ｗｉｔｈ　ｐＨ　ｖａｌｕｅ　ｏｆ　１２．０．Ａ　ｆｕｒｔｈｅｒ
ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｉｎｄｉｃａｔｅｄ　ｔｈａｔ　ｓｔｒａｉｎ　Ｈｍｘ－ａ　ｃａｎ　ｒｅｓｉｓｔ　ｂｏｔｈ　ａｃｉｄ　ｓｔｒｅｓｓ　ｗｉｔｈ　ｐＨ　ｖａｌｕｅ　ｏｆ　４．０ａｎｄ　ａｌｋａｌｉ　ｓｔｒｅｓｓ
ｗｉｔｈ　ｐＨ　ｖａｌｕｅ　ｏｆ　１１．０．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅ　ａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ａｌｋａｌｉ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｗａｓ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ａｃｉｄ　ｓｅｃｒｅ－
ｔｉｎｇ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＧＧＥ－ｂｉｐｌｏｔ；Ｒｈｉｚｏｂｉａ；Ｓａｌｉｎｅ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ；Ａｃｉｄ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ａｎｄ　ａｌｋａｌｉ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ；Ａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ
ｓｅｃｒｅｔｉｎｇ　ａｃｉｄ　ａｎｄ　ａｌｋａｌｉ
—１３—
朱瑞芬　唐凤兰　刘杰淋　刘凤岐　陈积山　　　基于ＧＧＥ双标图分析紫花苜蓿根瘤菌的抗盐性