不同粘細(xì)菌來(lái)源的mts基因功能差異分析.pdf

1、自1998年日本學(xué)者首次分離得到海洋粘細(xì)菌以來(lái)，海洋粘細(xì)菌就受到廣泛關(guān)注。本實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過(guò)多年的探索，從海洋樣品中分離到了多株海洋耐鹽粘細(xì)菌。并以橙色粘球菌Myxococcus fulvus HW-1為材料，對(duì)其形態(tài)學(xué)、生理學(xué)和系統(tǒng)分類學(xué)等特征及運(yùn)動(dòng)和發(fā)育能力進(jìn)行了詳細(xì)的分析。之后，為了研究海洋耐鹽粘細(xì)菌社會(huì)行為對(duì)海洋生境的適應(yīng)機(jī)制，以M．fulvus HW-1為受體菌，構(gòu)建了隨機(jī)插入突變菌庫(kù)，并從中篩選到了一株S-運(yùn)動(dòng)缺失的突變子，命名為

2、HL-1。對(duì)轉(zhuǎn)座子插入位點(diǎn)兩側(cè)的序列進(jìn)行擴(kuò)增，得到了13kb的DNA序列，經(jīng)生物信息學(xué)分析，該片段編碼6個(gè)功能相關(guān)的同向轉(zhuǎn)錄ORFs，命名為mts基因簇。后續(xù)的實(shí)驗(yàn)表明，mts基因的插入失活導(dǎo)致HL-1的社會(huì)學(xué)行為嚴(yán)重缺陷，包括聚集能力減弱、S-運(yùn)動(dòng)缺失、A-運(yùn)動(dòng)受到影響、無(wú)法形成子實(shí)體及粘孢子形成能力大幅減弱等。但是在模式菌株Myxococcus．xanthus DK1622中，對(duì)mtsC同源基因MXAN1334進(jìn)行行基因插入及敲除，

3、所得突變株的性狀變化并不明顯，儀在一定程度上影響了其S-運(yùn)動(dòng)及發(fā)育能力。 本文對(duì)剩余的五個(gè)mts同源基因MXAM332、MXAN1333、MXAN1335、MXAN1336及MXAN1337進(jìn)行了基因敲除，并對(duì)缺失突變株的運(yùn)動(dòng)及發(fā)育能力進(jìn)行了檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)五個(gè)mts同源基因的敲除均對(duì) DK1622的S-運(yùn)動(dòng)有所影響，而除mtsF同源基因外，其它的四個(gè)mts同源基因的敲除均導(dǎo)致DK1622的子實(shí)體形成及粘孢子發(fā)育能力有所削弱。但是DK

4、1622中mts同源基因所發(fā)揮的作用比HW-1中的mts基因所發(fā)揮的作用要微弱得多。 為了研究為什么mts基因簇在不同來(lái)源的粘細(xì)菌中發(fā)揮的作用有如此大的差異，以大腸桿菌-粘球菌穿梭質(zhì)粒pZJY41為載體，將Myxococcus．fulvus HW-1中的mts基因轉(zhuǎn)入相應(yīng)基因缺失的Myxococcus．xanthus DK1622缺失突變株中，構(gòu)建了一系列的回補(bǔ)突變株，并對(duì)回補(bǔ)突變株的聚集能力、運(yùn)動(dòng)能力、發(fā)育能力及對(duì)海水條件的適

5、應(yīng)進(jìn)行研究，試圖進(jìn)一步揭示mts基因簇的功能及作用機(jī)制，以及其在M．fulvus HW-1適應(yīng)海洋環(huán)境的過(guò)程中所發(fā)揮的作用。 之前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，DK1622的缺失突變株的聚集及運(yùn)動(dòng)能力的削弱并不明顯，所以本部分實(shí)驗(yàn)中，回補(bǔ)突變株的聚集能力及運(yùn)動(dòng)能力并沒(méi)有發(fā)生明顯變化，與對(duì)照組之間的差異并不明顯；而子實(shí)體形成能力則完全回復(fù)到了野生型的水平，說(shuō)明回補(bǔ)突變株中的mts基因能夠正常表達(dá)，并發(fā)揮作用。 之后對(duì)回補(bǔ)突變株在海水條件

6、下的運(yùn)動(dòng)及發(fā)育能力進(jìn)行了檢測(cè)。結(jié)果表明，在海水條件下，回補(bǔ)突變株的運(yùn)動(dòng)能力與對(duì)照組差異不大，且都隨海水濃度的增加而減弱。但是含有Myxococcus．fulvus HW-1 mts基因的回補(bǔ)突變株的發(fā)育能力卻得到了明顯的增強(qiáng)，首先表現(xiàn)在發(fā)育時(shí)間提前，HW-1 mts基因回補(bǔ)突變株比對(duì)照組提前24h完成聚集；其次，HW-1 mts基因回補(bǔ)突變株在較高的海水濃度（50％-60％）下，發(fā)育能力明顯要比對(duì)照組強(qiáng)。 總之，來(lái)源于Myxoc