低H+-ATPase活性植物乳杆菌突变菌筛选及基因表达的相对定量分析

摘要

[目的]筛选H+-ATPase活性降低的植物乳杆菌突变菌,比较其与亲本菌基因表达水平的差异,进一步探索H+-ATPase的调控机制.[方法]利用硫酸新霉素诱变、筛选突变菌,并对亲本菌(ZUST)和突变菌(ZUST-1、ZUST-2)进行生长、产酸能力及H+-ATPase活性的测定.分别提取亲本菌和突变菌的基因组DNA,扩增H+-ATPase全部编码基因并测序.通过荧光定量PCR对H+-ATPase全部编码基因进行相对定量分析.[结果]突变菌的生长和产酸能力均低于亲本菌,突变菌ZUST-1和ZUST-2的H+-ATPase活性比亲本菌分别降低了10.1％和28.8％.突变菌ZUST-1和ZUST-2的atpA基因均有22个位点发生突变,而ZUST-2的atpC基因有6个位点发生突变.突变菌ZUST-1和ZUST-2的atpA在对数期基因表达水平分别比亲本菌ZUST下调了41.1％和35.7％,在稳定期分别下调了43.6％和14.2％;ZUST-1的atpC基因在对数期的表达水平比ZUST略高,在稳定期比ZUST上调了30％,而ZUST-2的atpC基因未表达.[结论]突变菌H+-ATPase活性减弱会导致其全部编码基因在稳定期表达水平上调(除ZUST-2的atpC不表达外),而且atpA和atpC基因突变导致的基因表达水平的差异是影响H+-ATPase活性的主要因素,此研究结果为进一步研究植物乳杆菌中H+-ATPase的调控机制奠定了基础.