魚腥藍(lán)細(xì)菌PCC7120中嚴(yán)謹(jǐn)反應(yīng)相關(guān)基因relana的鑒定及功能分析.pdf

1、魚腥藍(lán)細(xì)菌PCC7120是一類絲狀固氮藍(lán)細(xì)菌。當(dāng)培養(yǎng)基中缺乏化合態(tài)氮源后，魚腥藍(lán)細(xì)菌能夠分化形成異形胞行使固定大氣中氮源的功能。異形胞在菌絲體上呈現(xiàn)半規(guī)律的分布模式，菌絲體上每隔10-20個(gè)營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞就會(huì)有一個(gè)異形胞。異形胞將固定的氮源提供給營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞以維持菌絲體的生長(zhǎng)。異形胞發(fā)育的整個(gè)過(guò)程持續(xù)20-24h，在這個(gè)過(guò)程中細(xì)胞的形態(tài)及代謝活動(dòng)發(fā)生變化。
　　鳥苷四磷酸(ppGpp)是嚴(yán)謹(jǐn)反應(yīng)的效應(yīng)分子。在營(yíng)養(yǎng)缺乏的情況下，細(xì)菌體內(nèi)積累p

2、pGpp，ppGpp含量的變化導(dǎo)致細(xì)胞的生理代謝活動(dòng)發(fā)生變化，從而保證細(xì)胞能在脅迫條件下生存。同樣，異形胞發(fā)育早期也會(huì)有ppGpp積累的過(guò)程。我們發(fā)現(xiàn)魚腥藍(lán)細(xì)菌中存在relA/spoT的同源基因all1549，本文將其命名為relana。當(dāng)培養(yǎng)基中缺乏化合態(tài)氮源后，relana上調(diào)表達(dá)2倍左右，并且翻譯融合菌株的熒光觀察結(jié)果表明Relana蛋白特異性地定位在營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞中?；パa(bǔ)大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)表明Relana具有合成和水解ppGpp的活性。在

3、relana中斷失活突變體MHRS中，ppGpp的合成能力受到嚴(yán)重的影響。另外，在缺乏化合態(tài)氮源后，MHRS突變體不能發(fā)育異形胞也不能維持生長(zhǎng)。在突變體MHRS中表達(dá)野生型拷貝的rela加基因能夠互補(bǔ)突變體的表型。雖然突變體在缺乏化合態(tài)氮源3-6h后迅速的失去生存能力，但是如果在6h之前補(bǔ)加化合態(tài)氮源到培養(yǎng)基中，突變體可以回復(fù)正常生長(zhǎng)。另外，hetR基因在突變體中不能正常地上調(diào)表達(dá)，而且異位超表達(dá)hetR基因亦不能夠回復(fù)突變體的表型。因