GFP标记溶磷草木樨中华根瘤菌CHW10B及其定殖

【目的】为有效利用草木樨中华根瘤菌CHW10B菌株,对绿色荧光蛋白（GFP）标记的菌株在南方红豆杉根际及其根部的定殖进行研究。【方法】采用修改的反复冻融转化方法,将穿梭载体p GFP4412质粒转化进入草木樨中华根瘤菌CHW10B细胞,对该菌株进行GFP标记,筛选荧光表达强烈且稳定遗传的转化子,对转化子的细胞及菌落形态特征进行观察,并采用钼锑抗比色法对其溶磷能力进行测定。在此基础上,以GFP基因标记和抗性标记作为示踪手段,将GFP标记的CHW10B菌株接种到南方红豆杉1年生盆栽实生苗根表面,借助荧光显微镜及稀释涂布技术,对根际土壤中GFP标记菌株进行定期回收检测。【结果】成功获得CHW10B菌株荧光表达强烈且稳定遗传的GFP转化子,该转化子及野生菌株均为革兰氏阴性（G-）,短杆菌,但二者在LB固体平板上的菌落形态有一定差别。野生菌株菌落呈圆形、边缘整齐,表面湿润黏稠,为乳白色;而标记菌株CHW10B-GFP2菌落表面为浅棕色,其他一致;标记菌株溶磷能力与野生菌株接近,发酵液上清液中可溶性磷含量分别为639.12和656.57 mg·L-1。GFP标记菌株在南方红豆杉根际的数量变化幅度较大,接种1天根际土壤中CHW10B转化子菌数为6.08×107cfu·g-1,随后细菌数量迅速减少,15天后标记细菌数量开始增多,25~40天菌体数量升高并呈平稳趋势。用荧光显微镜对接种40天后南方红豆杉的根部进行观察,发现在根系表面及其内部有大量发绿色荧光的GFP标记细胞存在。【结论】GFP基因标记的CHW10B菌株在南方红豆杉幼苗根际土壤中具有持久性定殖的能力;另外,该标记菌株能在根表面和内部定殖,具有内生性。

铜胁迫对苜蓿中华根瘤菌抗氧化酶系的影响

探讨铜胁迫对苜蓿中华根瘤菌抗氧化酶系的影响,揭示苜蓿中华根瘤菌对铜的生理抗性机制。以铜抗性菌株Sinorhizobium meliloti CCNWSX0020和铜敏感性S.meliloti CCNWSX0018为材料,测定其对铜的最小抑制浓度(MIC)和最大耐受浓度(MTC)及不同铜浓度对其抗氧化保护酶活性的变化。结果表明:(1)在YMA固体培养基上,S.meliloti CCNWSX0020和S.melilotiCCNWSX0018的MIC分别为0.5mmol·L-1和0.2mmol·L-1Cu2+,MTC分别为1.8mmol·L-1和0.8mmol·L-1Cu2+。(2)Cu2+浓度≤0.4mmol·L-1时,S.meliloti CCNWSX0020菌体内的SOD、CAT和GPX活性变化不显著;S.meliloti CCNWSX0018菌体内的SOD、CAT和GPX活性显著升高;Cu2+浓度为0.6mmol·L-1和0.8mmol·L-1时,前者SOD、CAT和GPX活性显著升高,后者保护酶活性开始降低。随着Cu2+浓度升高,S.meliloti CCNWSX0020的GR活性增强,与对照相比,Cu2+浓度为0.8mmol·L-1时GR活性提高了110.51%;而S.meliloti CCNWSX0018的GR活性则反之。(3)在Cu2+浓度≤0.8mmol·L-1胁迫下,抗性菌株S.meliloti CCNWSX0020可通过提高SOD、CAT、GPX、GR的活性以降低Cu2+的毒害效应,为丰富根瘤菌抗铜机制提供了理论基础。

豌豆根瘤菌与新疆中华根瘤菌原生质体的属间融合研究

以青霉素和氯霉素分别作为RhizobiumleguminosorumUSDA2 370和SinorhizobiumxinjiangnesisCCBAU110的抗药性标记。利用原生质体融合技术 ,成功地获得了USDA2 370和CCBAU110的属间融合菌株。该融合菌株可分别在双亲寄主植物上结瘤。融合菌株在细胞形态、大小、菌落特征及蛋白质电泳图谱上与亲本菌株均有所不同。融合菌株与USDA2 370的DNA同源性为 5 6 6 % ,而与CCBAU110的DNA同源性为 10 2 %。

苜蓿中华根瘤菌(Sinorhizobium meliloti)的耐酸性研究

用来自酸性土壤上紫花苜蓿根瘤中分离得到的3株能在pH=4.8的YMA固体培养基上正常生长的根瘤菌进行回接试验和生长曲线测定,结果证明,菌株91532耐酸能力高于其余菌珠,并高于国内外已报道过的苜蓿根瘤菌.91532经16SrRNA分析和扫描电子显微镜分析,鉴定为苜蓿中华根瘤菌(Sinorhizobium meliloti).pH=4.0的质子通量试验中,与酸敏感菌株相比,91532细胞膜具有较强的阻挡质子能力,细胞具有较高的存活率,耐酸能力具有遗传稳定性.

一株能在苜蓿上结瘤的费氏中华根瘤菌

费氏中华根瘤菌 (Sinorhizobiumfredii) 0 4 2BS分离自新疆的苜蓿根瘤 ,通过交叉结瘤试验 ,发现它既可在苜蓿上又可在大豆上结瘤固氮。 1 6SrDNAPCR RFLP分析表明 ,0 4 2BS与费氏中华根瘤菌模式菌株USDA2 0 5的 4种限制性酶切图谱完全一致。其G +Cmol%为 60 0 ,与费氏中华根瘤菌USDA2 0 5和USDA1 91的DNA同源性分别为 84 9%和89 6% ,表明 0 4 2BS属于费氏中华根瘤菌。应用绿色荧光蛋白基因标记 0 4 2BS ,得到重组菌株 0 4 2BSG。将其接种保定苜蓿和北引 1号大豆 ,并重新分离出根瘤菌 ,利用激光共聚焦荧光显微镜检测到标记基因的表达 ,从而确证了 0 4 2BS能在苜蓿和大豆上结瘤。而且 ,0 4

费氏中华根瘤菌合成羟基丁酸和羟基己酸共聚体的研究

进行了费氏中华根瘤菌(Sinorhizobium fredii)合成羟基丁酸和羟基己酸共聚体[P(HB-HH)]的研究,通过摇瓶正交试验优化了培养基成分、培养条件和癸酸盐调控条件,采用发酵罐分批发酵和两阶段补料分批发酵方式及两步加盐法研究了P(HB-HH)的高密度发酵技术参数。经55h发酵,P(HB-HH)产量可以达到17.55g/L,其中HH单体含量占共聚体的20.6%,该共聚体的分子量约为1.4×105D。结果表明S.fredii的生产性状优良,有可能通过该菌株的高密度发酵与代谢调控实现P(HB-HH)的工业化生产。

转座子挽救法对苜蓿中华根瘤菌与耐盐有关基因的定位

用含Tn5转座子的质粒pRL10 6 3a诱变苜蓿中华根瘤菌 (Sinorhizobiummeliloti) 0 4 2BM ,得到盐敏感突变株0 4 2BML 2。采用转座子挽救法对Tn5插入位点两边的序列进行克隆与测序 ,获得了 1179bp的转座子插入位点侧翼DNA序列。在GenBank中进行序列同源性和基因定位分析 ,结果表明 :转座子插入在一个功能未知的基因内部 ,此基因长 6 2 70bp。研究证明 :该基因与 0 4 2BM的耐盐性有关 ,并定名为rtsC。氨基酸疏水性分析表明 ,在RtsC蛋白的N端有两个跨膜区 ,该蛋白与细菌趋化性相关蛋白的功能域有同源性。并对RtsC蛋白在苜蓿中华根瘤菌0 4

草木樨中华根瘤菌CHW10B溶磷特性及其对南方红豆杉的促生作用

[目的]探讨南方红豆杉根际微生物草木樨中华根瘤菌(Sinorhizobium meliloti)CHW10B的溶磷特性及促生作用。[方法]利用液体发酵试验比较不同时间、碳源、氮源、碳氮比、培养温度等条件下CHW10B菌株的溶磷量,采用温室盆栽法研究该菌株对南方红豆杉生长的影响,并分析该菌株产嗜铁素、精氨酸脱羧酶、ACC脱氨酶及有机酸等成分的能力。[结果]该菌株分别在培养时间4 d、磷酸钙5.00 g·L^(-1)、初始p H值7.0、装液量1/2、NaCl为0.0 g·L^(-1)、温度30℃、碳源为葡萄糖、氮源为硫酸铵、碳氮比100∶1时溶磷能力最强。将该菌株接种于1年生南方红豆杉实生苗360 d后,苗木的地径、苗高、生物量比对照分别增长了19.53%、20.14%、25.39%。该菌株能够产嗜铁素、精氨酸脱羧酶、ACC脱氨酶(0.922 U·mg^(-1))和IAA(8.908 mg·m L^(-1)),并可分泌大量有机酸—葡萄糖酸(5 704.92μg·L^(-1))。[结论]草木樨中华根瘤菌CHW10B溶磷能力强,对南方红豆杉促生作用显著,适用于多种不同酸碱性土壤,可高效应用于南方红豆杉的人工栽培,具有被开发为生物肥料的潜力。

中华根瘤菌L03几丁质酶纯化及其酶学性质研究

中华根瘤菌Sinorhizobium sp.菌株L03是1株能产生几丁质酶的生防细菌。采用90%饱和度硫酸铵沉淀、DEAE-Sepharose Fast Flow阴离子层析、Phenyl-Sepharose疏水层析等方法获得了菌株L03的几丁质酶。SDS-PAGE检测发现该酶已被纯化,其分子量约为41.3kD。该酶反应的最适温度为45℃;最适反应的溶液pH值为6;酶液在pH5~8条件下和40℃下分别保存1h,酶活力基本保持稳定;Mg2＋和Ba2＋能显著促进几丁质酶活性上升,而Zn2＋、Cu2＋和Fe3＋等对酶活力有明显的抑制作用。功能分析结果显示,该几丁质酶对供试的几种病原真菌细胞壁都有明显的降解作用。

导入四碳二羧酸转移酶基因对费氏中华根瘤菌共生固氮效率的影响

将来自苜蓿中华根瘤菌 (Sinorhizobiummeliloti)的四碳二羧酸转移酶基因(dctABD)经 pIJ2 92 5克隆到广宿主、稳定性质粒 pTR10 2上 ,获得诱导型表达的重组质粒 pHN2 0 2。在此基础上再引入来自 pDB30所含的发光酶基因 (luxAB)作分子标记 ,以 pTR10 2为基础构建成带有dctABD和luxAB的重组质粒 pHN2 0 5。经三亲本接合转移 ,将重组质粒 pHN2 0 5导入费氏中华根瘤菌 (Sinorhizobium fredii)HNO1,GR3和YC4。与出发菌相比较的盆栽试验结果表明 :HN0 1(pHN2 0 5)和GR3(pHN2 0 5)分别在宁镇一号和川早一号大豆上能显著提高植株地上部分干重 (生物量 )和总氮量 ,YC4 (pHN2 0 5)在黑龙 33大豆上能同时显著提高植株地上部分干重 (生物量 ) ,总氮量和根瘤鲜重。本研究结果表明 :导入dctABD基因对共生固氮效率的增效性与受体根瘤菌和大豆品种等因素有关。以luxAB为报告基因进行的转移接合子培养条件下分离单菌落和共生条件下形成根瘤的发光活性检测结果表明 :pHN2 0 5可在供试费氏中华根瘤菌中稳定遗传。

苜蓿中华根瘤菌desA基因功能的鉴定

为研究苜蓿中华根瘤菌脂肪酸脱饱和酶desA基因在不饱和脂肪酸合成、共生结瘤固氮以及应对逆境胁迫中的功能,为高效利用苜蓿中华根瘤菌提供理论依据,本文通过异体遗传互补和脂肪酸组成薄层层析,分析SmdesA编码蛋白是否具有脱饱和酶的活性并参与不饱和脂肪酸的合成,构建SmdesA的缺失突变株和互补菌株,比较各菌株在不同逆境胁迫条件下的生长速率以及回接宿主植物后与紫花苜蓿共生结瘤的能力.结果表明SmdesA不能互补大肠杆菌CY57中EcfabA的突变,但具有将饱和脂肪酸脱饱和形成不饱和的棕榈油酸和十八碳烯酸的能力.另外,SmdesA缺失突变对苜蓿中华根瘤菌的脂肪酸组成影响不大,但会显著影响低温和高盐条件下菌株的生长速率以及与紫花苜蓿共生结瘤的能力.我们推测,SmdesA参与的脱饱和途径可能是苜蓿中华根瘤菌不饱和脂肪酸合成的补偿途径,其编码的蛋白DesA不是不饱和脂肪酸合成的关键酶,但在应对逆境胁迫和共生结瘤中具有重要的生物学功能.

费氏中华根瘤菌与耐盐有关基因的克隆及其在大肠杆菌中的表达

费氏中华根瘤菌（Ｓｉｎｏｒｈｉｚｏｂｉｕｍ ｆｒｅｄｉｉ）ＲＴ１９与耐盐有关的４．４ｋｂ ＤＮＡ片段含有３个相间的开放阅读框，经亚克隆及功能检测，证实其中的ＯＲＦ２与耐盐有关。将ＯＲＦ２分别克隆到表达载体以ｐＴＨｉｏＨｉｓＡ、Ｂ和Ｃ上，得到３个重组质粒ｐＧＡ、ｐＧＢ和ｐＧＣ，转化大肠杆菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ）ＤＨ５α。经ＩＰＴＧ诱导后和作ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析，发现只有ｐＧＣ编码的融合蛋白获得了表达。其分子量为５３ｋＤａ，恰好是ｔｒｘＡ基因编码的硫氧还蛋白与推测的蛋白质分子量之和。Ｗｅｓｔｅｒｎ印迹证实，表达的蛋白质是ｔｒｘＡ基因和目的基因编码的。

山西省费氏中华根瘤菌数量分布及特性探析

费氏中华根瘤菌（Sinorhzobium fredii）的区域分布与抗逆特性比较明显，在山西省石灰性土壤环境条件下，其数量分布达5100～5100000个／g（土），约占土著大豆根瘤菌的99．4％。该菌群与当地晋豆品种的自然结瘤率达80％以上，是山西省高感土著大豆根瘤菌的主要类群和资源优势，而与美国大豆“Osumi”等品种不亲和，几乎不结瘤。供试高效费氏中华根瘤菌株与当地“晋豆19”与“晋豆20”等主栽品种具有较好的结瘤固N效果。费氏中华根瘤菌的产酸性能有利于在山西省碱性土壤中生存，其活化根际养分效应与结瘤固N效果可能同等重要。

导入dctABD和nifA基因对费氏中华根瘤菌共生固氮的影响研究

以pTR10 2为载体构建重组质粒pHN30 7,其上克隆有来自苜蓿中华根瘤菌 (Sinorhizobiummeliloti)的四碳二羧酸转移酶基因dctABD、来自肺炎克氏杆菌 (Klebsiellapneumoniae)的nifA基因和来自pDB30所含的发光酶基因lux AB。经三亲本接合转移 ,将pHN30 7导入费氏中华根瘤菌 (S .fredii)HN0 1、YC4和GR3,并考察了转移接合子中pHN30 7在传代培养和共生条件下的稳定性。与出发菌相比较的植物盆栽试验结果表明 ,在与大豆黑农 33共生时 ,导入pHN30 7后的转移接合子均可显著提高结瘤植株的瘤重、地上部分干重和地上部分总氮量。在与大豆川早一号共生时 ,转移接合子HN0 1(pHN30 7)可显著提高结瘤植株的瘤数和瘤重 ;GR3(pHN30 7)可显著提高结瘤植株的瘤数、瘤重、地上部分干重和地上部分总氮量 ;导入pHN30 7的YC4却呈现出负作用。本研究表明 ,导入dctABD可提高固氮效率 ,而nifA基因主要影响重组菌的结瘤能力 。

费氏中华根瘤菌内源质粒和大豆品种对菌株竞争结瘤能力及固氮效率的影响

采用发光酶基因 (luxAB)标记技术 ,在无菌砂培条件下测定了费氏中华根瘤菌 (Sinorhizobiumfredii)内源质粒和大豆品种对供试菌株竞争结瘤和固氮效率的影响。结果表明 ,供试菌株的固氮效率主要由共生质粒所决定 ;而竞争结瘤能力主要取决于其染色体所携带的基因 ,内源质粒 (包括共生质粒和非共生质粒 )对供试菌株竞争结瘤能力没有明显的影响。菌株的竞争结瘤能力对供试的大豆品种依赖性较小 。

费氏中华根瘤菌腺嘌呤缺陷突变株的构建与筛选

构建出费氏中华根瘤菌嘌呤合成酶基因purL的基因置换载体pHN70 1 ,purL内部NotⅠ XhoⅠ片段被luxAB基因取代 ,造成正常基因的破坏。用该载体对野生型费氏中华根瘤菌HH1 0 3进行purL的基因置换 ,筛选到腺嘌呤缺陷型突变株P82 5。波动实验和连续转接试验结果表明该突变菌株表型十分稳定。purL表达载体pBBR PG在P82 5中可恢复其在基本培养基上的生长情况 ,证明突变株确实为purL单基因破坏。盆栽结瘤实验结果表明 。

苜蓿中华根瘤菌fabA和fabB基因功能的鉴定

在大肠杆菌(Escherichia coli)脂肪酸合成酶体系中,fabA基因编码有双功能的3-羟基脂酰ACP脱水异构酶,其异构产物能被fabB基因编码的3-酮基脂酰ACP合成酶Ⅰ延伸,合成不饱和脂肪酸,该FabA-FabB途径被认为是缺氧条件下不饱和脂肪酸合成的经典途径.生物信息学分析发现,苜蓿中华根瘤菌(Sinorhizobium meliloti)的SmFabA与EcFabA相似性达到60.6%,具有相同的保守活性位点和两个保守的α螺旋结构;SmFabB与EcFabB相似性达到61.1%,具有相同的Cys-His-His活性中心.用携带SmfabA和SmfabB的质粒载体遗传互补大肠杆菌温度敏感突变株CY57和CY242,在添加三氯森(TCL)抑制烯脂酰ACP还原酶活性的条件下,转化子能在42℃恢复生长,且放射性薄层层析能检测到转化子中不饱和脂肪酸棕榈油酸(Δ9C16:1)和十八碳烯酸(Δ11C18:1)的合成.体外重建脂肪酸合成反应表明,SmFabA能催化羟脂酰ACP的脱水反应且能够使反-2-癸烯酰ACP异构化,SmFabB能催化不同链长的脂酰ACP和丙二酸单酰ACP的聚合反应.另外,未得到SmFabA和SmFabB的突变株,表明SmFabA和SmFabB可能是苜蓿中华根瘤菌脂肪酸合成酶系中必不可少的关键蛋白.上述结果证实了苜蓿中华根瘤菌fabA和fabB两个基因在不饱和脂肪酸合成中的功能.

苜蓿中华根瘤菌与耐盐有关DNA片段的亚克隆和测序分析

将苜蓿中华根瘤菌 (Sinorhizobiummeliloti) 0 4 2B与耐盐有关的 4kbClaⅠDNA片段克隆在 pML1 2 2上 ,用HindⅢ酶切下其 2 4kbDNA片段 ,回收后与 pBBR1 MCS2连接 ,然后转化大肠杆菌 (Escherichiacoli)DH5α,筛选到转化子GS2。将残留在 pML1 2 2上 1 6kbClaⅠ HindⅢDNA片段连同质粒一起回收 ,让其自连 ,转化大肠杆菌S1 7- 1 ,得到转化子GS0。以GS0为供体 ,0 4 2B的盐敏感突变株GZ1 7为受体 ,进行二亲本杂交 ,没有得到接合子。以GS2为供体 ,GZ1 7为受体 ,在辅助质粒pRK2 0 1 3的协助下 ,进行三亲本杂交 ,筛选到接合子GG2 ,获得 2 4kbHindⅢ与耐盐有关的DNA片段。将此片段连接到测序载体 pGEM 7Zf(+)上进行测序。测序结果表明 ,该 2 4kbHindⅢDNA片段含有 3个开放阅读框 (ORF)。在此基础上再一次亚克隆 ,获得 1 9kb与耐盐有关的DNA片段。

一株能在大豆上结瘤的苜蓿中华根瘤菌

苜蓿中华根瘤菌 (Sinorhizobiummeliloti)XJ96 0 77分离自新疆的苜蓿根瘤中 ,其原宿主为紫花苜蓿 (Medicagosativa)。交叉结瘤试验发现 ,它既可在苜蓿上又能在大豆上结瘤固氮。DNA (G +C)mol%分析表明 ,XJ96 0 77的DNA (G +C)mol%为 6 1 9% ,与已报道的根瘤菌属的DNA (G +C)mol%范围 (5 9%～ 6 4 % )相符。DNA同源性分析表明 ,XJ96 0 77与苜蓿中华根瘤菌USDA10 0 2 T 和 0 4 2BM的同源性分别达到 93%和 80 % ,说明XJ96 0 77归属于苜蓿中华根瘤菌。应用绿色荧光蛋白基因标记XJ96 0 77,得到重组菌株XJ96 0 77(G)。将其接种普通紫花苜蓿 ,通过激光共聚焦荧光显微镜可以检测到标记基因的表达。接种北引 1号大豆上 ,同样可以清楚地观察到标记基因在根瘤中的表达 ,从而确证了XJ96 0 77能同时在苜蓿和大豆上结瘤。通过不同品种大豆的结瘤试验 ,发现XJ96 0

苜蓿中华根瘤菌与鹰嘴豆中慢生根瘤菌原生质体的融合研究

利用原生质体融合技术 ,以链霉素和青霉素分别作为苜蓿中华根瘤菌 (Sinorhizobium meliloti)10 2 F2 8和鹰嘴豆中慢生根瘤菌 (Mesorhizobium ciceri ) USDA3383的抗药性选择标记 ,成功地获得了 10 2 F2 8和USDA3383的属间融合子。该融合子可分别在双亲寄主植物上结瘤 ,其在细胞形态、大小和蛋白质电泳图谱上与亲本菌株均有所差异。融合子与 10 2 F2 8的 DNA同源性为 90 .8%,而与 U SDA3383的 DNA同源性为 15 .2 %。