生物技术通报 ›› 2019, Vol. 35 ›› Issue (10): 18-24.doi: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2019-0742

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基因水平转移在根瘤菌进化中的研究进展

陈雪莲, 江高飞, 钟增涛   

  1. 南京农业大学生命科学学院,南京 210095
  • 收稿日期:2019-08-19 出版日期:2019-10-26 发布日期:2019-09-30
  • 作者简介:陈雪莲,博士研究生,研究方向:菌植互作;E-mail:2019216015@njau.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金面上项目(31770096)

Research Progress of Horizontal Gene Transfer in Rhizobia Evolution

CHEN Xue-lian, JIANG Gao-fei, ZHONG Zeng-tao   

  1. College of Life Science,Nanjing Agricultural University,Nanjing Agricultural University,Nanjing 210095
  • Received:2019-08-19 Published:2019-10-26 Online:2019-09-30

摘要: 豆科植物与根瘤菌之间形成的共生固氮是自然界效率最高的一种固氮体系,在农业生产上具有重要的应用价值。由于根瘤菌的宿主专一性较强,每种根瘤菌只能与有限的豆科植物形成共生关系,近来的一系列研究表明共生基因的水平转移和宿主条件下的适应性进化是推动根瘤菌进化的重要方式。综述了基因水平转移的主要方式在根瘤菌进化和扩大宿主范围上的重要作用,以及获得共生性状的菌株在建立共生体系时存在的问题和解决方法,旨为共生固氮在农业生产中更好地应用提供思路。

关键词: 基因水平转移, 根瘤菌, 共生固氮, 适应性进化

Abstract: Legume-Rhizobium symbiosis is the most important biological nitrogen fixation system favoring the crop production worldwide. This symbiotic interaction is highly specific. Each rhizobium strain only forms a symbiotic association with a specific group of legumes,and vice versa. Recently,horizontal gene transfer(HGT)of symbiotic genes and within-host adaption has been well documented as major drivers of rhizobia evolution. This review summarizes the mechanisms and roles of HGT in rhizobia evolution and the extension of their host range,discusses the issues of strains with symbiotic traits building symbiotic systems and amenable solutions,which provides clues for the better application of symbiotic nitrogen fixation in agricultural production.

Key words: horizontal gene transfer, rhizobium, symbiotic nitrogen fixation, adaptive evolution