培養(yǎng)條件對農桿菌VBP蛋白平行同源基因表達的影響.pdf

1、農桿菌(Agrobacterium tumefaciens)是一種能使部分雙子葉植物發(fā)生冠癭瘤疾病(crowngall disease)的病原菌，其致病機理是通過轉運自身Ti質粒上的一段DNA（簡稱T-DNA）到宿主細胞中，并整合到宿主基因組中進行表達，使宿主細胞發(fā)生遺傳轉化，因而使宿主產生冠癭瘤。如果把Ti質粒上的T-DNA用所需的目的DNA取代后，農桿菌同樣可以把外源的T-DNA轉運到宿主細胞中從而能使宿主細胞發(fā)生遺傳轉化。農桿菌是

2、以蛋白質-單鏈-T-DNA復合物（簡稱T-復合物）的形式來轉運這段T-DNA。T-復合物是通過四型分泌系統(tǒng)(T4SS)轉運到宿主細胞中。農桿菌T-復合物的轉運需要很多蛋白的參加，其中有一個重要的蛋白VirD2蛋白，用VirD2蛋白做誘餌，分離出一種能與VirD2蛋白相互作用的蛋白，稱為VirD2結合蛋白(VirD2-binding-protein，VBP)。通過基因序列分析發(fā)現(xiàn)，農桿菌中還有兩個額外的基因可以編碼與VBP1高度同源的蛋白

3、稱為VBP2、VBP3蛋白。與VBP1一樣，VBP2、VBP3蛋白也可以與VirD2蛋白結合。vbp1基因位于隱性質粒At(crypticalplasmid)上，另外兩個同源基因vbp2、vbp3位于線性染色體上，且距離很近。VBP蛋白在農桿菌T-DNA轉運過程中起著招募T-復合物到農桿菌兩端的T4SS的作用，影響T-DNA轉運效率，因此，VBP蛋白又被稱為T-復合物招募蛋白。已有的研究證實，三個vbp基因在行使T-復合物招募功能方面可

4、以相互替代，其中一個或兩個基因失去功能之后，剩下的任何一個或兩個基因都具有招募T-復合物的功能，只有三個vbp基因同時被敲除掉之后的農桿菌突變株才會失去招募T-復合物的功能，從而表現(xiàn)出很低的T-DNA轉運效率。這說明野生型農桿菌細胞中的三個vbp基因都能表達出有功能的蛋白，而且只要有其中的一個vbp基因表達就足以實現(xiàn)招募T-復合物的功能。野生型的農桿菌細胞中同時存在三個vbp基因，如果在不同的誘導條件下這三種蛋白都表達，這對細菌基因組來

5、說是一種浪費。在通常情況下是三個基因都表達，還是只表達其中的一個，而剩下的兩個則被關閉，又或者是三個基因的表達分別受不同的生存環(huán)境或生理條件的調控，在某種生存狀態(tài)下只表達某個同源基因，而在另一種狀態(tài)又可能同時表達兩個或三個同源基因。所以弄清楚這三個基因是不是在細胞中同時表達，它們的表達是不是受誘導條件或細胞生理狀態(tài)的調控，三個基因之間是否有相互的調控關系，其中某個vbp基因的表達是否會影響其它兩個同源vbp基因的表達是至關重要的。因此，

6、本文研究了培養(yǎng)條件對這三個vbp基因表達的影響。結果發(fā)現(xiàn)，在所試驗的各種培養(yǎng)條件下，各種農桿菌菌株的vbp1、vbp3基因都表達，且vbp1與vbp3基因之間沒有調控關系，說明這兩個基因可能是組成型表達，不受培養(yǎng)條件的調控。與vbp1和vbp3不同， vbp2基因的表達具有一定的選擇性，在高溫、高pH值以及低AS濃度下表達。vbp2基因與vbp1基因之間存在一定的調控關系，在缺失vbp1基因的GMI9017菌株中，只有高pH條件下vbp