ACC脫氨酶基因的檢測和有ACC脫氨酶細菌的應用.pdf

1、有ACC（1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸）脫氨酶的細菌能通過催化降解植物合成乙烯前體ACC而降低植物在逆境下產(chǎn)生脅迫乙烯的水平，從而緩解植物在逆境下遭受的生長抑制。有ACC脫氨酶細菌的促植物生長特性在農(nóng)林業(yè)和環(huán)保上有廣泛的應用前景。建立高效的篩選有ACC脫氨酶細菌的方法對其應用有重要意義。本實驗室之前建立了用茚三酮比色法檢測細菌消耗ACC和用廣譜特異的CODEHOP(共有序列-簡并雜合寡核苷酸)引物擴增ACC脫氨酶結構基因(acdS)的方法，

2、并篩選出一批有ACC脫氨酶的細菌。本研究進一步完善了用CODEHOP引物擴增acdS的方法，篩選出了有ACC脫氨酶的高效結瘤的刺槐根瘤菌，發(fā)現(xiàn)了有ACC脫氨酶細菌的致病性，檢測了促植物生長內(nèi)生真菌印度梨形孢（Piriformospora indica）有無ACC脫氨酶，并嘗試利用有ACC脫氨酶的細菌和印度梨形孢協(xié)同防治油菜菌核病。
　　 本研究基于ACC脫氨酶的Leu322保守區(qū)設計了CODEHOPacdSr4新引物，與CODE

3、HOPacdSf3引物一起擴增的片段涵蓋了ACC脫氨酶的Glu295保守區(qū)，有利于鑒定acdS的真?zhèn)巍Ｓ肅ODEHOPacdSf3/acdSr4引物擴增測序從水稻根中分離篩選到的有ACC脫氨酶細菌的acdS，發(fā)現(xiàn)在水稻根部定殖細菌沒有發(fā)生acdS的屬間水平轉移，但Herbaspirillum和Pseudomonas屬的細菌在進化中可能通過水平轉移獲得acdS。
　　 乙烯能夠抑制根瘤菌在豆科植物根部的侵染和結瘤，有ACC脫氨酶活

4、性的根瘤菌能夠通過降解ACC降低乙烯的水平而具有強的侵染和結瘤能力。本研究利用CODEHOPacdSf3/acdSr3和CODEHOPacdSf3/acdSr4引物從中國農(nóng)業(yè)大學提供的CCBAU菌種庫82個刺槐根瘤菌中篩選出29個有acdS的菌株。分析它們的16S rDNA序列發(fā)現(xiàn)了在系統(tǒng)發(fā)育上不同于其他來源刺槐根瘤菌的新穎菌株。對它們的16S rDNA和acdS序列的系統(tǒng)發(fā)育進行比較發(fā)現(xiàn)6個菌株有可能通過水平轉移獲得了acdS。本研究

5、又從湖北武漢刺槐根瘤中分離到的25個分離物中發(fā)現(xiàn)一個菌株2-4有acdS，而茚三酮比色法沒有檢測到它在自由培養(yǎng)狀態(tài)能消耗ACC。用該菌株接種刺槐后，刺槐苗根部的根瘤數(shù)量明顯比對照組高，長勢更好，葉色更綠。這表明acdS-PCR法是快速篩選高效結瘤根瘤菌的有效方法。
　　 本研究試圖從以前獲得的有ACC脫氨酶的細菌中篩選能促進水稻生長的菌株，但發(fā)現(xiàn)部分伯克氏菌和草螺菌能致病或抑制水稻生長。接種煙草葉片、洋蔥鱗莖、杏和金橘果實的結果

6、也證實了這些菌株的致病性。這些結果提醒我們在應用有ACC脫氨酶細菌前要嚴格檢測其致病性。
　　 通過acdS-PCR和茚三酮比色法檢測發(fā)現(xiàn)能在逆境下促進植物生長的印度梨形孢沒有ACC脫氨酶，印度梨形孢幫助植物抗逆的機制與ACC脫氨酶無關。
　　 有ACC脫氨酶細菌Variovorax sp.SaNR1和印度梨形孢不拮抗核盤菌（Sclerotinia sclerotiorum），通過接種油菜發(fā)現(xiàn)Variovorax sp.