苜蓿中华根瘤菌氮代谢调控相关非编码RNA的研究

为了探究非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)在氮代谢调控过程的作用,以苜蓿中华根瘤菌(Sinorhizobium meliloti)为出发菌株,鉴定并获得了与ntrC基因表达相关的ncRNA,利用lncPRO软件分析苜蓿中华根瘤菌中ncRNA与调控蛋白NtrC相互作用的可能性,最终确定了评分较高的4个基因,即SM2011_c06191、SM2011_c06248、SM2011_c07102和SM2011_c07132,并对其中得分最高的SM2011_c06248基因进行研究。利用Northern blot验证ncRNA的表达,发现富氮处理后其表达水平呈先升高后降低的趋势。实验构建了SM2011_c06248基因敲除菌株,通过qRT-PCR发现SM2011_c06248在自然生长条件下表达无明显规律,富氮处理后,野生型菌株ncRNA表达水平呈先降低后升高再降低的趋势,与自然生长相比,ncRNA在20 min后表达水平明显上调;野生型菌株ntrC、nar基因表达水平呈先降低后升高再降低的趋势;与野生型相比,SM2011_c06248基因敲除菌株SM∷248中ntrC、nar基因表达水平明显下调。实验中构建SM2011_c06248、NtrC双突变菌株SM∷248-NtrC和SM2011_c06248过表达菌株SM:dld-248,qRT-PCR分析表明,与野生型相比,富氮处理后,SM∷248-NtrC菌株nar基因表达量无明显变化,SM:dld-248菌株ntrC、nar基因表达水平显著上调。ncRNA SM2011_c06248可响应环境中氮元素信号变化,对ntrC、nar基因的表达有正调控作用,且ntrC对nar有上位基因效应。

短乳杆菌BS6 GlnR介导的氮代谢调控研究

短乳杆菌是乳酸杆菌属的重要菌种,被广泛应用于食品和医药行业。全局性转录因子GlnR普遍存在于各种细菌中,可以调控多个基因的表达。本研究从短乳杆菌(Lactobacillus brevis)BS6基因组扩增得到GlnR全长编码基因及包含GlnR盒的glnRA,amtB-glnK,glnPQ启动子序列,并运用细菌单杂交的方法证明GlnR在细菌体内可与上述3个操纵子的启动子结合,从而初步验证全局性转录因子GlnR在短乳杆菌氮代谢调控中的重要作用。

GlnR介导的代谢调控研究进展

氮代谢全局性转录调控蛋白GlnR广泛存在于革兰氏阳性细菌中。目前发现的GlnR既有MerR家族也有OmpR家族。针对可利用氮源的变化,GlnR可以抑制或激活氮代谢相关基因的表达。GlnR也参与到细菌磷酸代谢、抗生素合成和细菌毒性的调控。本文详细介绍了GlnR在不同细菌中的氮代谢调控模式,以及与其他代谢途径的联系。GlnR介导的代谢调控研究有助于人们深入了解细菌中心氮代谢,对研究氮代谢调控中的信号传导等具有重要的意义。

斯氏油脂酵母基因组Fosmid文库的构建及降解百草枯氮次级代谢相关基因的筛选

斯氏油脂酵母在以百草枯作为唯一氮源的培养基中能降解百草枯,但其机制尚不清楚。为分离鉴定斯氏油脂酵母中降解百草枯的相关基因,本研究通过构建斯氏油脂酵母的Fosmid文库,用百草枯作为筛选标记,成功筛选到7个百草枯抗性的大肠杆菌克隆。对阳性克隆插入片段进行了测序分析,并对真核基因进行注释。结果在插入片段中发现了nmrA基因及氮代谢相关基因,nmrA是真菌在限氮的条件下才激活的氮代谢相关基因,能调控激活下游的次级氮代谢基因家族,分解那些不常见的氮源。这提示斯氏油脂酵母可能也具有氮的次级代谢调控机制,在百草枯作为唯一氮源的环境下斯氏油脂酵母能激活次级氮代谢相关基因,分解代谢百草枯。