苜蓿中华根瘤菌Rm1021中GntR转录调控因子GtrA调控机理的初步研究

摘要

我们以前的研究结果表明苜蓿中华根瘤菌Rm1021中gtrA基因突变后，突变体gtrA出现自生和共生方面的缺陷表型。本论文对GntR家族转录因子GtrA的调控机理进行了初步研究。 生物信息学分析的结果表明GtrA与三叶草根瘤菌(Rhizobium leguminosarum bv.trifolii)中MatR的同源性达到64﹪，其上游四个连续基因分别是SMa0157、SMa0155、SMa0151和SMa0150，在其它细菌中发现了具有很高同源性的直向同源基因。其中SMa0151和SMa0150与三叶草根瘤菌MatA和MatB的同源性分别达到60﹪和75﹪。SMa0157和SMa0151与荚膜红细菌(Rhodobactercapsulatus)TRAP转运系统中DctP和DctM的同源性分别达到23﹪和31﹪。在三叶草根瘤菌中，matABC操纵子参与丙二酸的代谢，受到GntR转录调控因子MatR调控。因此，我们将gtrA邻近的基因分别命名为maW(SMa0157)、matQ(SMa0155)、MatMA(SMa0151)和 matB(SMa0150)，推测matPQMAB很可能组成一个操纵予，参与苜蓿中华根瘤菌中丙二酸的运输和利用，并且受到GtrA的调节。 为了证明这一推测，首先将预测的matPQMAB基因簇启动子与lacZ基因融合，分别在野生型和突变体背景下测定自生和共生条件β-半乳糖苷酶活性，结果表明matP在自生和共生条件下都能被诱导，且丙二酸作为诱导小分子。matP、matQ、matMA和matB的突变体在以丙二酸钠为唯一碳源的M9培养基中不能生长，野生型能够生长，这些结果揭示matPQMAB基因簇参与苜蓿中华根瘤菌Rm1021中丙二酸代谢，并且是唯一丙二酸代谢途径。

目录

文摘

英文文摘

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第一章丙二酸代谢和TRAP转运系统

1丙二酸代谢

1.1丙二酸代谢以及与丙二酸代谢有关的酶

1.2与丙二酸代谢相关的基因

2 TRAP转运系统

2.1 TRAP转运蛋白的特点

2.2荚膜红细菌（Rhodobacter capsulatus)中的dctPQM转运系统

2.3流感嗜血杆菌（ Haemophilus influenzae）中的siaPQM转运系统

2.4产琥珀酸沃廉菌（ Wolinella succinogenes）中的4碳二羧基酸盐TRAP转运系统

3本课题研究意义

第二章gtrA和gtrB是共生固氮所必需的基因

1材料与方法

1.1植物种子

1.2菌株

1.3培养基、抗生素及菌体的培养

1.4沙培法结瘤试验

1.5固氮酶活测定

2结果与讨论

2.1 突变体gtrA1和gtrB1与苜蓿作用的共生表型

第三章GntRl转录调控因子GtrA调控机理的初步研究

1材料与方法

1.1菌株和质粒

1.2培养基、抗生素及菌体的培养

1.3 PCR片段的回收

1.4质粒制备及转化

1.5突变体的构建

1.6 PCR鉴定突变菌株

1.7启动子融合质粒的构建（Pmatp启动子为例）

1.8蛋白表达载体的构建及诱导表达

1.9 β-半乳糖苷酶活力的测定

1.10共生条件下的β-半乳糖苷酶活性的测定

1.11生长曲线的测定

1.12所用引物

2结果与讨论

2.1基因gtrA、matP、matQ、matMA和matB的序列分析

2.2 matP基因的诱导表达

2.3matP、matQ、matMA和matB在苜蓿中华根瘤菌1中参与丙二酸的 利用

2.4 MatQ和MatMA蛋白跨膜区域的预测及分析

2.5 EMSA实验和MatA、MatB酶活性的测定

总结

参考文献

附 录

致谢

作者简介