中慢生型天山根瘤菌MrtR蛋白在群体感应中的调控作用及对生理功能的影响

摘要

根瘤菌可以在豆科植物根部形成根瘤从而固氮空气中的N<,2>，这其中包括了一系列不同的信号传导过程。在许多根瘤菌中发现LuxR-LuxI类群体感应是其中重要的调节因素之一，如调控结瘤效率，共生体的形成，胞外多糖的产生和固氮效率等。但目前对生长速度介于快生和慢生之间的中慢生型属根瘤菌的群体感应系统及其调控机理还没有确切的报道。 本文使用基因敲除技术，先构建了包含mrtR前后端及筛选抗性基因的Tet的质粒pMrtR-Tet，然后通过结合将构建好的质粒转入野生型天山菌株中，将luxR同源的调控基因mrtR通过双交换敲除。在使用检测菌株JZAl对敲除该基因后的菌株上清液进行检测后，发现这一上清液中基本不含AI。这表明，AI的合成基因mrtI受到了mrtR基因的严格调控，只有在mrtR基因正常表达的情况下mrtI基因才会表达合成AI。为了进一步证实这一结果，同时了解AI对mrtR表达的影响，本文又构建了在pVIK112自杀载体中含有mrtR 5’端完整序列的质粒．通过结合，将该质粒转入野生型和mrtI缺失的天山菌株中，通过单交换，得到一个既有完整mrtR基因的，同时还有一个以mrtR启动子作为启动子的lacZ报告基因。在这一菌株中，可以在在mrtR完整表达的情况下，对mrtR的表达水平进行研究。通过加入含有高活性AI的天山菌株上清液与不加上清液进行比较培养。发现在野生型重组菌株中，是否加入上清液mrtR-laeZ的表达水平并没有明显的影响。但在mrtI缺失的菌株中，加入上清液明显使mrtR-laeZ的表达水平提高。这一结果，为我们提供了对天山根瘤菌中群体感应系统调控机理的一可能的解释。mrtR基因表达MrtR蛋白，该蛋白作为mrtI基因的严格调控蛋白，但MrtR只有在结合了AHLs分子后才能形成活性分子。而mrtR基因的表达同时受到AI浓度的调控，只有AI达到一定浓度后mrtR基因的表达才能被激活。 在得到上述结果后，本文为了更进一步验证mrtR的功能。本文又构建了在自杀载体pVIK112中含有mrtR中间片断的质粒，通过与上述相同的方法得到了，得到一个缺失mrtR基因的，还有一个以mrtR启动子作为启动子的lacZ报告基因的菌株。同时，本文还构建了一个表达MrtR蛋白的质粒。将这一表达质粒转入上述天山菌株中，从而得到了回复突变株。在回复突变株中，检测结果再次证明了，只有在mrtR和mrtI同时表达时mrtR的表达水平才会提高，同时上清液中的AI活性也明显提高。 与野生型菌株相比，M.tianshanense的mrtR群体感应突变菌株在其宿主植物甘草中失去了大部分根毛吸附能力，而回复突变株的根毛吸附能力得到明显提高。这些数据表明在M.tianshanens与宿主植物的共生过程中，群体感应发挥着重要的调节作用，但确切的作用机制目前尚未完全明了。

目录

文摘

英文文摘

声明

文献综述

一、细菌中的群体感应系统

二、根瘤菌与群体感应

三、群体感应研究方法与技术

参考文献

第一章M.tianshanense群体感应调控基因mrtR的表达及调控

第一节mrtR对M.tianshanense群体感应中的自体诱导物产生的影响

1材料与方法

2结果与分析

3.小结与讨论

第二节M.tianshanense群体感应中的自体诱导物对mrtR表达的影响

1材料与方法

2.结果与分析

3.小结与讨论

参考文献：

第二章M.tianshanense mrtR基因的敲除及回复突变

第一节M.tianshanense mrtR基因的敲除

1材料与方法

2.结果与分析

3.小结与讨论

第二节M.tianshanense mrtR基因的回复突变

1材料与方法

2.结果与分析

3.小结与讨论

4.参考文献

第三章M.tianshanense mrtR基因生理功能的初步研究

1材料与方法

2.结果与分析

3.小结与讨论

参考文献：

全文总结

附录

致谢