茄科雷尔氏菌脂酰-CoA合成酶的功能鉴定

【目的】茄科雷尔氏菌是一种常见的农作物致病菌,引起植物青枯病。研究其脂肪酸代谢途径将有助于寻找新的抗菌药物靶点,为防治青枯病害提供新的思路。【方法】利用大肠杆菌FadD序列,进行同源比对发现茄科雷尔氏菌GMI1000中RSc2857(RsFadD)具有较高的相似性,推测其具有脂酰-CoA合成酶活性。采用PCR扩增方法获得RsfadD基因,连入表达载体pBAD24M后互补大肠杆菌fadD突变株,并检测转化子的生长情况。RsfadD与pET-28b连接后,在大肠杆菌BL(DE3)中表达,并利用Ni-NTA纯化获得带有组氨酸标签的RsFadD,体外测定RsFadD的活性。利用同源重组方法,获得RsfadD敲除突变株,分析突变株的生长性状。【结果】RsfadD异体互补大肠杆菌fadD突变株,恢复突变株在以脂肪酸为碳源的基础培养基上生长。体外活性测定RsFadD具有脂酰-CoA合成酶活性,对不同链长的脂肪酸都具有活性,但活性低于大肠杆菌FadD。RsfadD突变株在添加不同链长脂肪酸的基础培养上仅能微弱生长,而在丰富培养基上生长无差异。【结论】茄科雷尔氏菌中RsfadD编码脂酰-CoA合成酶,在脂肪酸利用过程中发挥重要作用。但RsfadD突变株在基础培养基上微弱生长,说明茄科雷尔氏菌基因组中还有其他的脂酰-CoA合成酶基因。以上研究结果为进一步研究茄科雷尔氏菌中脂酰-CoA合成酶以及脂肪酸利用机制奠定了基础。     

野油菜黄单胞菌中3-羟基脂酰ACP脱水酶Fab Z的生理功能

【背景】野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris pv. campestris, Xcc)引起十字花科植物黑腐病,在全球范围内造成经济损失,亟须深入研究其致病机理,开发新的黑腐病防控措施。细菌脂肪酸合成系统不仅为细胞膜合成提供原料,其中间代谢产物还是许多生物活性分子合成的底物,具有重要的生理功能,也是抗菌药物筛选的重要靶标。【目的】研究XccfabZ对扩散信号分子(diffusible signal factor, DSF)类信号产量、致病力、胞外酶、胞外多糖和运动性等方面的影响。【方法】利用报告菌株检测法分析了不同替换突变株的DSF类群体感应信号产量。利用同源重组原理,在DSF类信号高产菌株中获得替换突变株,利用高效液相色谱(highperformanceliquid chromatography, HPLC)法测定DSF类信号产量。利用剪叶法检测替换突变株对寄主植物甘蓝的致病力,并分析了不同菌株的胞外多糖、胞外酶和运动性差异。【结果】报告菌株检测法和HPLC法都证明大肠杆菌fabZ替换突变株(XccΔfabZ/pSRK-EcfabZ)中DSF类信号产量显著下降。...     

茎瘤固氮根瘤菌ORS571鞭毛马达基因fliN与fliM的功能分析

【目的】考察茎瘤固氮根瘤菌ORS571中鞭毛马达蛋白FliN、FliM的编码基因分别缺失的突变体表型,初步探究其功能机理。【方法】本研究采用同源重组和三亲本接合转移的方法构建突变体,测定野生型及突变株的生长曲线、趋化性、胞外多糖的分泌、生物膜的形成及细胞絮凝等表型。【结果】三种菌株的生长速率基本无差,与野生型菌株相比突变株鞭毛结构丧失,趋化能力、分泌的胞外多糖和生物膜形成能力均下降,但相同时间内细胞絮凝程度比野生型明显。【结论】实验表明,鞭毛基因fliN、fliM对茎瘤固氮根瘤菌ORS571鞭毛的形成、趋化运动、胞外多糖的分泌、生物膜的形成及细胞絮凝能力等均有调控作用。     

丛枝菌根真菌响应桉树茄科雷尔氏菌侵染进程基因的筛选与鉴定

【背景】桉树(Eucalyptus)青枯病危害严重,丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)与桉树共生影响桉树对青枯病的抗性,而AMF响应桉树青枯菌侵染的机制仍不清楚。【目的】探索AMF响应桉树茄科雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)的侵染机制。【方法】以非菌根化和异形根孢囊霉(Rhizophagus irregularis)菌根化巨桉(Eucalyptus grandis)分别受茄科雷尔氏菌侵染0、24、48和96 h接种后(hour post-inoculated, hpi)的根系组织为研究对象,基于转录组测序筛选和鉴定菌根化巨桉根系中异形根孢囊霉响应茄科雷尔氏菌侵染的基因信息。【结果】与对应非菌根化桉树受茄科雷尔氏菌侵染的时间点相比,菌根化桉树中异形根孢囊霉响应青枯菌侵染显著差异表达基因为3 382–5 989个,随青枯侵染时间进程的增加,异形根孢囊霉特异性响应茄科雷尔氏菌侵染差异表达基因数量逐渐增多。茄科雷尔氏菌侵染24 hpi时,异形根孢囊霉显著富集共生体生长、孢子形成和凋亡信号通路、铁载体等相关基因;茄科雷尔氏菌侵...     

转录调节因子σ~(38)介导铜绿假单胞菌绿脓菌素合成代谢调控

【目的】为了进一步鉴定铜绿假单胞菌转录调控因子σ~(38)对2个拷贝吩嗪合成基因簇(phz A1-G1和phz A2-G2)的具体调控方式并推定介导绿脓菌素合成代谢的可能调控机制。【方法】根据铜绿假单胞菌基因组信息,利用同源重组原理构建rpo S基因缺失突变株Δrpo S以及克隆全长rpo S基因作互补分析;再以单一吩嗪基因簇缺失突变株Δphz1和Δphz2为出发菌株,分别构建rpo S缺失突变株Δrpo Sphz1和rpo S插入突变株Δrpo Sphz2,测定并比较野生株及相关突变株的绿脓菌素合成量,初步推定σ~(38)因子对2个不同吩嗪基因簇表达的调控方式。【结果】在GA培养基中,突变株Δrpo S的绿脓菌素合成量比野生株显著增加;互补分析证实,σ~(38)可使突变株Δrpo S的绿脓菌素降低并接近野生株PAO1水平;与对照株Δphz1相比,突变株Δrpo Sphz1的绿脓菌素合成量因σ~(38)因子缺失而显著减少;而与对照株Δphz2相比,突变株Δrpo Sphz2的绿脓菌素合成量因σ~(38)因子缺失显著增加。【结论】转录调控因子σ~(38)对铜绿假单胞菌绿脓菌素的合成代谢的确具一定的负调控作用;结合已报道的研究结果,初步推定:σ~(38)因子通过负调控吩嗪基因簇phz1,正调控吩嗪基因簇phz2的表达实现对绿脓菌素合成代谢的调控。     

一株番茄青枯病生防菌的鉴定与防病、定殖能力

【目的】采用根系分泌物培养基筛选到一株番茄根际优势细菌YPP-9。本文分析测定该菌株对植物青枯病菌茄科雷尔氏菌的拮抗作用和控病能力,及其在番茄根际的定殖能力,并系统分析该菌株的分类学地位。【方法】以平板双重培养法和温室盆栽试验分别测定菌株对病原菌的拮抗能力和对番茄青枯病的控病能力;利用变性梯度凝胶电泳技术分析菌株在番茄根际的定殖能力;以形态学和生理生化特性以及16S rRNA基因序列分析确定菌株的分类地位。【结果】菌株YPP-9对茄科雷尔氏菌SSF-4的平板抑菌带宽为5mm,其盆栽控制番茄青枯病的效果达63.7%。菌株YPP-9在番茄根际具有较好的定殖能力。该菌株培养24h后菌落呈奶酪色,革兰氏染色阳性,菌体杆状、大小(1.8-4.1)μm×(0.9-1.1)μm,形成芽孢,芽孢中生或偏端生且为近似柱形,孢囊不膨大,无伴孢晶体,侧生鞭毛。菌株生长pH范围为pH5.5-8.5且最适生长pH为6.0,生长温度范围为20℃-45℃且最适生长温度为30℃。The BIOLOG GP2结果显示该菌为芽孢杆菌属。16SrRNA基因序列分析显示该菌株与Bacillus fumarioli的亲缘关系最近且序列相似性为97%,且其序列号为FJ231500。该菌株的G+C含量为41.9%,甲基萘醌主要类型为MK-7,细胞壁脂肪酸的主要种类为C14:0iso、C15:0iso和C16:0iso以及C16:1ω7 calcohol且含量分别为28.27%、19.59%、12.93%和10.88%。【结论】菌株YPP-9对茄科雷尔氏菌具有良好的拮抗作用和盆栽控病能力,且能良好的定殖于番茄根际。分类学上,该菌株归入芽胞杆菌属(Bacillus),并可能是一个新的种。     

一株番茄青枯病生防菌的鉴定与防病、定殖能力初探

摘要：【目的】采用根系分泌物培养基筛选到一株番茄根际优势细菌YPP-9。本文分析测定该菌株对植物青枯病菌茄科雷尔氏菌的拮抗作用和控病能力,及其在番茄根际的定殖能力,并系统分析该菌株的分类学地位。【方法】以平板双重培养法和温室盆栽试验分别测定菌株对病原菌的拮抗能力和对番茄青枯病的控病能力;利用变性梯度凝胶电泳技术分析菌株在番茄根际的定殖能力;以形态学和生理生化特性以及16S rRNA基因序列分析确定菌株的分类地位。【结果】菌株YPP-9对茄科雷尔氏菌SSF-4的平板抑菌带宽为5 mm,其盆栽控制番茄青枯病的效果达63.7%。菌株YPP-9在番茄根际具有较好的定殖能力。该菌株培养24 h后菌落呈奶酪色,革兰氏染色阳性,菌体杆状、大小1.8-4.1 μm×0.9-1.1 μm,形成芽孢,芽孢中生或偏端生且为近似柱形,孢囊不膨大,无伴孢晶体,侧生鞭毛。菌株生长pH范围为pH 5.5-8.5且最适生长pH为6.0,生长温度范围为20℃-45℃且最适生长温度为30℃。The BIOLOG GP2结果显示该菌为芽孢杆菌属。16S rRNA基因序列分析显示该菌株与Bacillus fumarioli的亲缘关系最近且序列相似性为97%,且其序列号为FJ231500。该菌株的G+C含量为41.9%,甲基萘醌主要类型为MK-7,细胞壁脂肪酸的主要种类为C14:0 iso、C15:0 iso 和C16:0 iso以及C16 : 1ω7c alcohol且含量分别为28.27%、19.59%、12.93%和10.88%。【结论】菌株YPP-9对茄科雷尔氏菌具有良好的拮抗作用和盆栽控病能力,且能良好的定殖于番茄根际。分类学上,该菌株归入芽胞杆菌属（Bacillus）,并可能是一个新的种。     

水肥菌一体化番茄基质栽培系统青枯病病株和健株根际微生物群落结构的差异

【目的】探究水肥菌一体化基质栽培系统番茄青枯病害发生与根际群落结构的相互关系。【方法】通过田间病情调查,统计番茄青枯病发病率和病情指数,进而利用高通量测序技术比较分析感染青枯病和健康番茄植株根际基质细菌群落结构多样性和组成。【结果】番茄植株在生殖生长期(移栽后60d)的发病率(6.17%)和病情指数(5.11)均大于营养生长期(移栽后30d)(分别为2.5%和1.25)。青枯雷尔氏菌在发病初期(1级和2级)植株根际分布数量显著大于发病后期(3级和4级)。病株根际基质Chao1指数和Shannon指数均显著低于健株根际基质。与健株根际基质相比,病株根际基质中变形菌门(Proteobacteria)的相对含量极显著增加,放线菌门(Acidobacteria)和蓝细菌门(Cyanobacteria)的相对含量极显著降低(P<0.01),罗纳杆菌属(Rhodanobacter)和病原菌所在雷尔氏菌属(Ralstonia)相对含量显著增高,冗余分析(redundancy analysis,RDA)显示其与青枯雷尔氏菌的分布数量呈正相关,而慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、粒状胞...     

一株烟草青枯雷尔氏菌烈性噬菌体RS-PⅡ-1的分离及全基因组分析

分离鉴定一株侵染烟草青枯雷尔氏菌的烈性噬菌体,观察其形态特征,并进行全基因组测序与分析,为采用噬菌体疗法防治烟草青枯病提供技术储备。以烟草青枯菌TB15-15为宿主菌,从土壤中筛选分离得到噬菌体;分离得到的噬菌体经纯化浓缩,采用透射电子显微镜观察其形态特征;提取噬菌体DNA,进行全基因组高通量测序,分析其全基因组的结构特征,比较基因组分析明确其进化关系。以TB15-15为宿主菌,从长期种植烟田土壤中分离得到一株青枯雷尔氏菌烈性噬菌体。电镜观察显示,该噬菌体属于有尾噬菌体目、短尾噬菌体科。基因组全长42 042bp,GC含量为63.2%,含有46个开放阅读框,比较基因组分析确定该噬菌体为一株新的青枯雷尔氏菌烈性噬菌体,命名为RS-PⅡ-1。以烟草青枯菌为宿主菌,分离到一株新的青枯雷尔氏菌烈性噬菌体RS-PⅡ-1,明确了其形态和基因组特征,为防治青枯病的噬菌体疗法奠定基础。     

茎瘤固氮根瘤菌甲基化受体蛋白Tlp1的功能

【目的】考察茎瘤固氮根瘤菌中趋化基因簇上游的受体蛋白Tlp1编码基因的突变表型,初步探究其功能机理。【方法】利用同源重组和三亲本接合转移的方法构建突变株,在TY培养基中测定生长情况,半固体平板法观察趋化圈,刚果红固体培养基观察胞外多糖和次生代谢产物的分泌,乙炔还原法测定菌株的固氮酶活性。【结果】与野生型菌株相比,tlp1突变株的生长速率没有影响。在以甘油为碳源的L3半固体平板上突变株的趋化圈变小,其回补菌株能部分回补趋化能力。突变株的胞外多糖分泌与野生型没有区别,但其次生代谢产物黑色素出现的时间比野生型稍早。在固氮酶活性测定中,发现突变株酶活性明显比野生型降低,回补菌株能够部分回补。【结论】茎瘤固氮根瘤菌Tlp1蛋白对甘油表现出一定的趋化能力,并且影响细菌的次生代谢产物和固氮能力。     

茄科作物青枯菌NADH脱氢酶F亚基在细胞运动和致病性中的功能研究

[目的]劳尔氏菌（Ralstonia solanacearum）在茄科作物上引起严重的细菌性青枯病,本研究旨在发掘青枯劳尔氏菌与致病相关的基因。[方法]利用Tn5转座子构建随机插入突变体,分析生物膜形成、细胞运动和致病性;对有表型变化的突变体,运用TAIL-PCR方法鉴定Tn5插入位点,确定所突变的基因。[结果]以模式菌株GMI000为出发菌,总共获得了400个突变体,其中2个突变体不能形成生物膜,在软琼脂平板上的运动能力下降;接种感病番茄植物,这2个突变体都不能引起萎焉症状。TAIL-PCR结果显示,2个突变体的Tn5插入位点都在NADH脱氢酶F亚基（nuoF）中,距离翻译起始位点分别为103-bp和225-bp。ripAY基因启动子推动的nuoF基因互补载体,完全恢复了2个突变体的表型。[结论]NADH脱氢酶复合物是微生物呼吸电子传递链中的第一步催化酶。我们的结果表明,NADH脱氢酶复合物对R.solanacearum生物膜形成、细胞运动和致病性也有重要作用。     

噬菌体鸡尾酒联合生物有机肥防控番茄青枯病的效果研究

【背景】前期研究表明,可专性侵染青枯菌的噬菌体鸡尾酒(组合)可有效减少番茄青枯病的发生。生物有机肥虽然可降低青枯病发病率,但受田间环境影响,防控效果常不稳定。【目的】为了提高生物有机肥的防控效果,靶向抑制番茄青枯病,探究噬菌体鸡尾酒联合含有解淀粉芽孢杆菌的生物有机肥防控番茄青枯病的田间效果,以及该防控方法对番茄根际细菌群落结构的影响。【方法】将经解淀粉芽孢杆菌T-5二次发酵获得的生物有机肥(Bio-Organic Fertilizer,BOF)在春季作为基肥施入番茄大棚,开花期在番茄根部浇灌噬菌体鸡尾酒悬液,统计青枯病的发生情况和番茄根际青枯菌的数量,根据高通量测序结果分析番茄根际细菌群落的结构变化。【结果】与常规施肥相比,生物有机肥配合噬菌体鸡尾酒(BOF+P)可显著降低番茄青枯病的发病率,显著改变根际细菌群落的β多样性,提高拟杆菌门(Bacteroidetes)的相对丰度,并降低芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)的相对丰度。【结论】噬菌体鸡尾酒可显著提升生物有机肥防控番茄青枯病的效果,具有良好的应用潜力。     

双组分系统rcsC基因影响禽致病性大肠杆菌的致病性及相关生物学特性

【目的】双组分系统Rcs感受外界环境变化,并调控细菌的适应性及生存等。本文探讨Rcs双组分系统传感器激酶RcsC对禽致病性大肠杆菌(avian pathogenic Escherichia coli,APEC)相关生物学特性及致病性的影响。【方法】采用Red同源重组的方法构建rcsC基因缺失株,并利用互补质粒构建互补株,然后比较野生株、基因缺失株与互补株的生长特性、运动性、生物被膜、凝集沉淀能力、致病力及毒力基因转录水平的差异。【结果】rcsC基因缺失不影响APEC的生长速度,然而,缺失RcsC导致APEC的运动能力升高、生物被膜形成能力降低和凝集能力增强。凝集试验结果显示rcsC基因有助于APEC的凝集沉降。细胞黏附入侵结果表明,rcsC在APEC侵袭DF-1细胞过程中发挥作用,而对黏附能力无影响。动物感染试验结果表明rcsC基因缺失能显著降低APEC的毒力。荧光定量PCR检测结果表明,rcsC基因缺失株中ompA、aatA、fyuA和luxS基因的转录水平均显著降低,而fimC和tsh基因的转录水平显著升高。【结论】RcsC参与调控APEC的运动性、生物被膜形成、凝集沉降和致病力。     

信号分子AI-2合成关键基因luxS对副溶血性弧菌生物学特性的影响

[背景]副溶血性弧菌是全球范围重要的食源性病原菌,能引起急性肠胃炎。群体感应系统LuxS/AI-2影响细菌的生物学特性,为研究副溶血性弧菌的传播机制和控制技术提供了新的途径。[目的]探讨群体感应信号分子AI-2合成关键基因luxS对海产品中分离的副溶血性弧菌Vp2009027生物学特性的影响。[方法]利用自杀质粒同源重组技术敲除信号分子AI-2合成关键基因luxS,构建副溶血性弧菌Vp2009027的luxS基因缺失株,通过比较野生株与luxS基因缺失株的生长曲线、AI-2活性、运动能力、生物膜形成能力和耐药性,分析LuxS/AI-2系统对副溶血性弧菌生物学特性的影响。[结果]构建了副溶血性弧菌Vp2009027的luxS基因缺失株,野生株和luxS基因缺失株的生长无明显差异,luxS基因的缺失导致AI-2合成受阻、运动能力和生物膜形成能力增强、四环素耐药性降低。[结论]luxS基因对副溶血性弧菌的生物学特性具有重要的调控作用,为进一步研究副溶血性弧菌的传播机制和研发控制技术提供基础。     

Ⅲ型效应子GALA对青枯菌在两种寄主植物上致病性的影响

[目的]研究Ⅲ型效应子GALAs对青枯菌OE1-1在不同寄主植物致病性上的影响。[方法]构建青枯菌OE1-1的多种GALA缺失突变体,通过根切和叶片注射等方法研究GALAs对青枯菌OE1-1致病力和细胞内增殖能力的影响。[结果]GALA多基因缺失突变体对寄主烟草的致病力减弱,在烟草体内细菌繁殖能力较野生型明显降低,但在寄主番茄上不影响其致病性。[结论]GALA效应子对青枯菌OE1-1在烟草植株致病性上展现协同作用。     

应用竞争力指数分析III型效应子SKWP对青枯菌在寄主植物体内增殖能力的影响

[目的]研究Ⅲ型效应子SKWP对青枯菌OE1-1在寄主植物体内增殖能力的影响。[方法]构建青枯菌RK7197（野生型突变体,带Gm抗性）和SKWP单基因缺失突变体（带PB抗性）,通过竞争力指数分析SKWP各效应子对青枯菌OE1-1在叶片组织内增殖能力的影响。[结果]竞争力指数适合在寄主植物茄子上分析各效应子功能,6个SKWP效应子对OE1-1细菌增殖能力影响不同,SKWP4影响最明显。[结论]竞争力指数可提供一个新视野来分析SKWP各效应子对青枯菌OE1-1在寄主茄子上增殖能力的影响。     

海假交替单胞菌fliC-02330基因缺失影响生物被膜形成及厚壳贻贝幼虫附着变态

【背景】假交替单胞菌属是一种广泛分布于海洋环境的革兰氏阴性细菌,存在于海底沉积物中,能分泌大量的胞外产物形成海洋微生物被膜,从而诱导海洋无脊椎动物的附着。【目的】探究海假交替单胞菌鞭毛蛋白fliC基因对生物被膜形成及厚壳贻贝诱导活性的影响。【方法】通过基因敲除构建海假交替单胞菌fliC-02330基因缺失突变菌,研究突变菌和野生菌菌落形态、生物被膜形成能力、胞外物质以及对厚壳贻贝幼虫附着变态的诱导能力等的差异性。【结果】与野生菌相比,突变菌菌落表型出现褶皱,运动能力下降,形成被膜膜厚增加,以及对幼虫附着变态诱导活性下降。共聚焦扫描发现,fliC-02330基因缺失突变菌胞外多糖含量下降,而蛋白含量上升。【结论】海假交替单胞菌鞭毛蛋白fliC-02330基因缺失促进生物被膜形成,但抑制厚壳贻贝幼虫附着变态。本研究为探究细菌鞭毛蛋白基因与厚壳贻贝幼虫的作用机制,以及后续进一步探索微生物参与海洋无脊椎动物附着变态提供一定的理论依据。