中慢生華癸根瘤菌的群體感應(yīng)系統(tǒng)對其生長和共生結(jié)瘤的影響.pdf

1、利用本實(shí)驗(yàn)室所構(gòu)建的高效檢測菌株KYC55(pJZ372)(pJZ384)(pJZ410)在中慢生華癸根瘤菌(Mesorhizobium huakuii CCBAU 21173)中檢測到自體誘導(dǎo)物分子的存在，為了進(jìn)一步確認(rèn)該信號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)通過構(gòu)建轉(zhuǎn)座子丈庫的方法，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到了AHL類的自體誘導(dǎo)物的存在，然而以上兩個自體誘導(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attm轉(zhuǎn)化至華癸根瘤菌中并檢測其上清中的自體誘導(dǎo)物的活性，同時也轉(zhuǎn)化至A.tumefacfc

4、ns中作為對照。attm基因在華癸根瘤菌中的超量表達(dá)并沒有降低其自體誘導(dǎo)物的活性，而A.tumefaciens對照中的自體誘導(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。同時發(fā)現(xiàn)高pH條件能大大降低該分子的穩(wěn)定性。 兩個突變株與野生型在TY培養(yǎng)基的

5、生長曲線顯示，突變株的生長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，推測其原因可能是為了避免菌體在侵染植物根部時由于過多的細(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，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