中慢生華癸根瘤菌的群體感應(yīng)系統(tǒng)對(duì)其生長(zhǎng)和共生結(jié)瘤的影響.pdf_第1頁(yè)
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1、利用本實(shí)驗(yàn)室所構(gòu)建的高效檢測(cè)菌株KYC55(pJZ372)(pJZ384)(pJZ410)在中慢生華癸根瘤菌(Mesorhizobium huakuii CCBAU 21173)中檢測(cè)到自體誘導(dǎo)物分子的存在,為了進(jìn)一步確認(rèn)該信號(hào)分子的特性和中慢生華癸根瘤菌的群體感應(yīng)系統(tǒng)在與紫云英共生結(jié)瘤中的作用,本實(shí)驗(yàn)通過(guò)構(gòu)建轉(zhuǎn)座子丈庫(kù)的方法,成功地篩選到了兩株不產(chǎn)生自體誘導(dǎo)物的突變株YJG2和YJG4。 為了確定突變株中轉(zhuǎn)座子的插入位點(diǎn),運(yùn)用

2、了任意PCR(arbitrary PCR)的方法得到了轉(zhuǎn)座子兩端的基因序列。對(duì)兩株突變株的基因序列的分析顯示:YJG2突變株的轉(zhuǎn)座子所插入基因的產(chǎn)物與Ralstonis metallidurans CH34的肽酶M20D具有較高的同源性(72%identity);YJG4突變株的轉(zhuǎn)座子插入的基因所編碼的蛋白與Mesorhizobium loti MAFF303099的未知蛋白(MLl9148)具有一定的相似性(38%identity),

3、并且該基因(m119148)位于肽類ABC轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)的操縱子上。 雖然在中慢生華癸根瘤菌中檢測(cè)到了AHL類的自體誘導(dǎo)物的存在,然而以上兩個(gè)自體誘導(dǎo)物缺失突變株的序列分析卻顯示自體誘導(dǎo)物的合成酶基因并不是luxI家族基因的同系物,而涉及到了肽類的合成和轉(zhuǎn)運(yùn)。為了進(jìn)一步確認(rèn)自體誘導(dǎo)物分子的性質(zhì),將A.tumefaciens的AHL內(nèi)酯酶基因盤(pán)attm轉(zhuǎn)化至華癸根瘤菌中并檢測(cè)其上清中的自體誘導(dǎo)物的活性,同時(shí)也轉(zhuǎn)化至A.tumefacfc

4、ns中作為對(duì)照。attm基因在華癸根瘤菌中的超量表達(dá)并沒(méi)有降低其自體誘導(dǎo)物的活性,而A.tumefaciens對(duì)照中的自體誘導(dǎo)物卻顯著減少,該結(jié)果表明中慢生華癸根瘤菌中的自體誘導(dǎo)物分子并非大多數(shù)G<'->細(xì)菌所共有的AHLs的結(jié)構(gòu),綜合兩個(gè)自體誘導(dǎo)物缺陷突變株的插入基因?yàn)殡念惖暮铣膳c轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)的序列分析結(jié)果,推測(cè)中慢生華癸根瘤菌產(chǎn)生的自體誘導(dǎo)物為環(huán)二肽。同時(shí)發(fā)現(xiàn)高pH條件能大大降低該分子的穩(wěn)定性。 兩個(gè)突變株與野生型在TY培養(yǎng)基的

5、生長(zhǎng)曲線顯示,突變株的生長(zhǎng)速率比野生型明顯增快,并比野生型提前進(jìn)入穩(wěn)定期,該結(jié)果表明中慢生華癸根瘤菌中自體誘導(dǎo)物的存在抑制了菌體的生長(zhǎng),推測(cè)其原因可能是為了避免菌體在侵染植物根部時(shí)由于過(guò)多的細(xì)胞存在而誘導(dǎo)了植物的防御反應(yīng)。 根毛吸附實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,突變株分別吸附了約10<'4>和7×10<'5>的細(xì)菌數(shù)(每5棵根),而野生型只吸附了600個(gè),該結(jié)果表明中慢生華癸根瘤菌的群體感應(yīng)系統(tǒng)可能負(fù)向地結(jié)瘤實(shí)驗(yàn)顯示,接種菌體14天后,可在接種

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