绿肥是可以直接或经堆沤后施入土壤作为有机肥料的栽培或野生绿色植物体。其中豆科绿肥由于其能与根瘤菌共生形成根瘤,所以可以进行生物固氮。常见的豆科绿肥有箭筈豌豆、毛叶苕子、紫云英、三叶草等。充分发挥豆科绿肥与根瘤菌的生物固氮作用,有效减少化肥使用量,符合国家农业农村部“降肥减药”政策。但是豆科植物必须选择与之匹配的根瘤菌种群,才能建立有效的共生关系,然而目前关于我国豆科绿肥植物共生根瘤菌资源及其遗传多样性尚未有系统的研究。鉴于此,本论文首次针对我国主要豆科绿肥种植区的箭筈豌豆、毛叶苕子和紫云英的根瘤菌进行系统的资源收集、多样性分析及其生物地理学分布特征分析,最后发掘优势菌种资源,为工业化菌剂生产奠定基础。本研究系统地收集了分布在我国西北三省甘肃、青海和山西7个采样点的箭筈豌豆和毛叶苕子共生根瘤菌资源,以及西南四省(自治区)四川、湖北、湖南和广西13个采样点的紫云英根瘤菌资源,并对采集得到的资源进行多样性分析。首先采集土壤样品,分别用相关豆科绿肥进行共生根瘤菌的捕捉,经过分离纯化得到202株箭筈豌豆根瘤菌、253株毛叶苕子根瘤菌和451株紫云英根瘤菌;然后采用IGS-PCR RFLP分析、16S rRNA基因、三个持家基因(atpD、recA和glnII)和共生基因(nodC)的系统发育分析等对分离的根瘤菌资源进行分子鉴定。结果表明:1)箭筈豌豆和毛叶苕子共有的共生根瘤菌种群包括Rhizobium laguerreae、R.sophorae以及三个疑似新种群(Rhizobium novel genospecies I-III),毛叶苕子还可以与疑似新种群Rhizobium novel genospecies IV共生结瘤。与紫云英共生结瘤的根瘤菌包括三个已知种群:Mesorhizobium huakuii、M.jarvisii以及M.qingshengii;2)箭筈豌豆和毛叶苕子土样采集地的pH呈弱碱性范围为7.1-7.7,而紫云英采样点的土壤pH范围为4.9-8.0;3)箭筈豌豆和毛叶苕子属于互接种族,其根瘤菌能与Vicia、Lens、Pism以及Phaseolus等属的植物共生结瘤,而紫云英根瘤菌具有严格的宿主专一性,其共生基因十分保守;4)疑似新种群Rhizobium novel genospecies III是箭筈豌豆根瘤菌的主导种群,R.sophorae是毛叶苕子根瘤菌的主导种群,而M.jarvisii是紫云英根瘤菌的优势种群。本研究结合土壤理化性质与根瘤菌的遗传多样性进行典型关联分析,其结果表明:根瘤菌的生物地理学分布明显受到土壤的pH、含盐量以及有效磷的影响,如箭筈豌豆根瘤菌的主导种群Rhizobium novel genospecies III的分布与有效磷和pH呈正相关而与含盐量呈现负相关关系;毛叶苕子根瘤菌的主导种群R.sophorae的分布与有效磷和含盐量呈正相关而与pH呈负相关关系;紫云英根瘤菌的优势基因型T1的分布与含盐量和pH呈正相关而与有效磷呈负相关关系。最后根据根瘤菌种群的分布特征,进行优势菌种资源的挖掘。结果表明,对于箭筈豌豆根瘤菌来说,IGS类型T3、T5和T9的菌株分别是甘肃省、青海省和山西省的优势菌种资源;对于毛叶苕子根瘤菌来说,IGS类型T21的菌株是山西省的优势菌种资源,而IGS类型T11的菌株为青海省和甘肃省的优势菌种资源;对于紫云英根瘤菌来说,IGS类型T1的菌株是我国西南四省的优势菌种资源。