荧光假单胞菌2P24中retS对抗生素2，4-二乙酰基间苯三酚合成的影响

假单胞菌中RetS是一个位于膜上的感应激酶,对多种基因的表达都有调控作用.在铜绿假单胞菌中,RetS可以与另一个感应激酶GacS直接互作,并抑制GacS的磷酸化.[目的]本文利用遗传学方法研究了荧光假单胞菌2P24中RetS对抗生素2,4-二乙酰基间苯三酚(2,4-DAPG)合成的影响,并对其可能的调控机制进行了初步探索.[方法]利用高压液相色谱法(HPLC)检测2P24及其衍生菌株中2,4-DAPG的产量.将Gac/Rsm 信号途径中小RNA及调控蛋白的转录报告质粒转入到菌株2P24及其retS突变菌株中,检查RetS对以上基因转录表达的影响.[结果]菌株2P24中缺失retS后未知红色素和抗生素2,4-DAPG的产量较野生型均明显升高.进一步试验表明,RetS转录水平负调控小RNA RsmX和RsmZ的表达,这说明RetS可在转录后水平影响2,4-DAPG的合成.然而,同时缺失retS和gacS或同时缺失retS和gacA之后,由retS单基因缺失所造成的未知红色素和2,4-DAPG合成量升高、小RNA转录表达增强等性状消失,而与gacS或gacA单基因缺失突变体的表型一致.[结论]以上结果说明菌株2P24中RetS是2,4-DAPG及未知红色素合成的负调控因子,并且RetS对2,4-DAPG及未知红色素合成的调控依赖于Gac/Rsm信号传递路径.     

荧光假单胞菌2P24中opgGH基因影响抗生素2,4-二乙酰基间苯三酚的产生

【目的】抗生素2,4-二乙酰基间苯三酚(2,4-diacetylphloroglucinol,2,4-DAPG)是生防菌株荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens) 2P24防治植物病害的关键因子,然而对2,4-DAPG生物合成的调控通路并未完全解析。【方法】前期利用Tn5随机突变的方法获得一株对棉花立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)拮抗能力完全丧失的突变菌株W3,本研究利用基因互补等方法研究该突变体中被破坏的基因对菌株2P24分泌2,4-DAPG和其他生防相关性状的影响。【结果】Tn5插入位点及其序列分析表明突变菌株W3中Tn5破坏了opgG基因。鉴于opgG和opgH基因组成操纵子,利用同源重组技术构建了opgGH内缺失突变菌株。与野生菌株2P24相比,opgGH突变菌株中2,4-DAPG的产量显著降低。对其他生防相关性状的检测发现,突变opgGH基因并不影响群体感应系统(quorum sensing,QS)信号分子的产生、氢氰酸的产生以及生物膜的形成,但可抑制菌株2P24的游动性。转录融合实验进一步表明opgGH基因并不调控gacA基因及其调控...     

不同碳源对生防荧光假单胞菌2P24产抗生素2,4-二乙酰基间苯三酚的影响

【目的】包括碳源代谢等不同环境因子可调控生防菌株生防相关因子表达,进而影响其防病效果。荧光假单胞菌2P24可防治多种植物病原真菌、细菌引起的土传病害,抗生素2,4-二乙酰基间苯三酚(2,4-diacetylphoroglucinol,2,4-DAPG)是其主要生防因子之一。本文利用平板对峙法及遗传学方法研究不同碳源对菌株2P24产生2,4-DAPG的影响及相关的调控途径。【方法】利用平板对峙法检测了菌株2P24在添加葡萄糖、果糖和蔗糖等碳源的土豆浸液培养基中对棉花立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)的拮抗能力及菌株2P24中影响2,4-DAPG产生的相关基因的表达。另外,利用Tn5转座子对含有2,4-DAPG合成基因phl A报告质粒p970Gm-phl Ap的野生型菌株2P24进行随机突变,在果糖土豆浸液培养基中筛选提高phl A基因表达的突变菌株。【结果】平板对峙实验表明,菌株2P24以葡萄糖为碳源时其抑菌活性最强,蔗糖次之,而以果糖等为碳源时菌株2P24无抑菌活性;转录融合实验进一步表明葡萄糖可促进phl A基因的表达,果糖则不影响phl A基因的表达。在果糖土豆浸液培养基中,转座子随机突变实验获得了5株可明显提高phl A基因表达的突变菌株。Tn5插入位点和序列分析显示其中一个突变体是Tn5破坏了che B基因。转录检测表明与野生菌株相比,che B突变体中phl A基因的表达和2,4-DAPG的前体物质间苯三酚(phloroglucinol,PG)产量都显著提高。游动性实验发现突变che B基因可显著降低该菌株的游动性。【结论】上述结果表明菌株2P24中不同碳源在转录水平上可影响phl A基因的表达,进而影响2,4-DAPG产生。遗传学结果也显示,che B基因参与调控2,4-DAPG生物合成过程。     

抗生素2,4-二乙酰基间苯三酚作为荧光假单胞菌2P24菌株生防功能因子的实证分析

荧光假单胞杆菌2P24菌株分离自小麦全蚀病自然衰退土壤,它是酚类抗生素2,4-二乙酰基间苯三酚(2,4-DAPG)的高产菌,对多种土传病害具有较好的防治能力。利用同源重组构建2,4-DAPG合成基因的定位突变体,并对突变体进行基因互补,通过检测突变菌株和恢复突变菌株抗生素产量和生防效果确定2,4-DAPG在菌株2P24生防功能中的作用。实验中,定位突变体丧失产生抗生素和拮抗病原菌的能力,而恢复突变体的抗生素产量和拮抗能力均恢复至野生菌水平。在对番茄青枯病的防病试验中,2,4-DAPG突变体的防效低且下降快,而恢复突变体的生防能力与野生菌相当,且效果稳定。由此可确定2,4-DAPG是菌株2P24防治番茄青枯病的主要因子,在防效上起关键作用。     

卡西霉素生物合成调控基因calR2的功能

【背景】卡西霉素(Calcimycin)是由教酒链霉菌NRRL3882产生的吡咯聚醚类抗生素,结构独特且具有广泛的生物活性,但其生物合成调控机制尚不清楚。【目的】研究卡西霉素生物合成基因簇上编码LuxR家族同源蛋白的潜在调控基因calR2的功能。【方法】通过PCR-targeting的方法对卡西霉素基因簇上的calR2基因进行中断,HPLC对突变株及回补菌株的代谢产物进行分析。利用荧光定量RT-PCR分析ΔcalR2突变菌株和野生菌株的基因转录水平差异。【结果】calR2基因中断的突变株不能产生卡西霉素,回补菌株则恢复产生卡西霉素的能力。RT-PCR结果表明卡西霉素生物合成的一些重要骨架基因在ΔcalR2突变株中的转录水平明显降低。【结论】LuxR家族转录调控基因calR2在卡西霉素生物合成过程中起正调控作用。     

生防假单胞菌2P24中mvaT和mvaV基因对PcoI/PcoR群体感应系统的调控作用

【目的】自小麦全蚀病自然衰退土壤分离得到的荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)2P24,可防治多种由植物病原菌引起的土传病害。菌株2P24具有群体感应(quorum-sensing,QS)系统PcoI/PcoR,该系统影响生防菌2P24生物膜的形成以及其在小麦根围的定殖能力,从而影响2P24的生防能力。本文利用遗传学方法进一步研究了2P24中QS系统的调控途径。【方法】将QS系统信号合成基因pcoI的转录报告质粒p970Gm-pcoIp转入gacA基因突变菌株PM201中,再利用Tn5转座子对该菌株进行随机突变,筛选影响pcoI基因表达的调控因子。【结果】根据菌落颜色的变化筛选到2株突变菌株。Tn5插入位点和基因序列分析表明这2个突变体中Tn5破坏了同一个基因mvaT;设计引物利用PCR方法从2P24基因组中获得mvaT基因及其同源基因mvaV。转录融合报告实验表明:与野生菌株2P24相比,mvaT及mvaV突变体中pcoI基因的表达和N-乙酰高丝氨酸内酯的产量显著提高;HPLC试验表明mvaT和mvaV基因影响抗生素2,4-二乙酰基间苯三酚的合成。细菌双杂交试验证实,MvaT蛋白和MvaV蛋白在体内发生自身互作,这两个蛋白也可相互作用。【结论】以上结果表明mvaT和mvaV参与调控生防假单胞菌2P24的PcoI/PcoR群体感应系统,并可能影响其生防功能基因的表达。     

粗糙脉孢菌转录因子LAH-3参与渗透压调控

【目的】通过构建转录因子lah-3基因缺失突变体,研究lah-3基因缺失突变体菌株的渗透压表型,进而探究lah-3基因在渗透压调控中的作用。【方法】采用同源基因重组敲除技术构建lah-3基因缺失突变体。用4%NaCl和1 mol/L Sorbitol进行渗透压处理。利用Northern blot检测渗透压应答基因的表达。利用Westhern blot检测LAH-3蛋白磷酸化修饰水平,OS-2蛋白的表达水平及其磷酸化修饰水平。【结果】在转录因子lah-3基因缺失突变体中,渗透压应答基因gcy-1、stl-1以及pck-1的表达水平都明显降低,而且在渗透压刺激下,LAH-3蛋白磷酸化修饰水平升高。LAH-3的磷酸化修饰不受OS-2调控。lah-3基因的缺失既不影响OS-2蛋白的表达水平,也不影响其在渗透压刺激后的磷酸化修饰。【结论】粗糙脉孢菌中转录因子LAH-3参与调控渗透压应答基因的转录,但其响应过程不依赖于OS-2 MAPK信号通路。     

苏云金芽胞杆菌rocE基因的转录调控

【目的】rocE基因编码精氨酸降解途径中的精氨酸通透酶,通过分析苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt) rocE基因的转录活性,明确rocE基因的转录调控机制。【方法】通过RT-PCR确定rocE基因所在基因簇的转录单元;β-半乳糖苷酶活性测定分析rocE基因启动子(ProcE)的转录活性;采用同源重组技术敲除BtHD73菌株的rocE基因;通过融合His标签的方法在大肠杆菌中表达纯化RocR蛋白的HTH结构域;通过凝胶阻滞实验明确RocR与rocE基因启动子的结合作用。【结果】在M9培养基中,精氨酸可诱导ProcE的转录活性;在SSM培养基和精氨酸诱导培养基中,与出发菌株HD73相比,ProcE在sigL (编码Sigma54因子)突变体和rocR突变体中的转录活性显著下降。RocR-HTH蛋白与ProcE有结合作用。rocE基因的缺失对菌体生长和Cry1Ac蛋白产量无显著影响。rocE缺失突变体的芽胞形成率为65.5%,HD73出发菌株为85.7%,显著性分析结果表明差异显著(P0.05)。【结论】rocE基因的转录活性受Sigma54的控制,并受RocR正调控。rocE基因的缺失影响菌株的芽胞形成率。     

DegU负调控地衣芽胞杆菌普切明酸的合成及分泌

普切明酸是地衣芽胞杆菌合成并分泌的一种铁离子螯合剂,是细胞维持铁稳态的重要介质。【目的】揭示转录调控因子DegU在调控普切明酸的合成及分泌过程中的作用。【方法】以地衣芽胞杆菌DW2为出发菌株,构建degU缺失菌株DW2ΔdegU和过表达菌株DW2::Pbay-degU,通过产物检测、转录水平检测、凝胶阻滞分析和GFP报告蛋白表达分析等方法分析DegU对普切明酸合成、分泌及调控因子基因的转录调控机制。【结果】DW2ΔdegU的普切明酸产量相比于DW2提高了56.8%,而DW2::Pbay-degU相比于DW2菌株则下降83.7%。同时,degU缺失后,普切明酸合成酶基因yvm C和转运蛋白基因yvm A的转录水平分别上升为DW2的2.85倍和2.71倍,yvmC和yvmA的负调控因子基因yvmB的转录水平则下降为DW2的0.35倍;而在DW2::Pbay-degU菌株中,yvmC和yvmA的转录水平分别下降为DW2的0.47倍和0.24倍,yvmB的转录水平则上升为DW2的1.78倍。凝胶阻滞分析和GFP报告蛋白表达分析表明,DegU可以直接与PyvmC和PyvmB启动子结合,但是与yv...     

溶藻弧菌ZJ-T小RNA srvg23535基因突变株的构建及其功能初探

【背景】小RNA被证实对细菌遗传变异、生长繁殖、致病性等具有重要的调控作用,但是在机会致病菌——溶藻弧菌(Vibrioalginolyticus)中研究较少。本实验室前期通过转录组测序和Northern Blot鉴定得到溶藻弧菌ZJ-T中小RNA srvg23535。【目的】初探小RNA srvg23535对溶藻弧菌生物学特性的影响。【方法】利用同源重组技术构建小RNA srvg23535的缺失突变株,并对野生株和srvg23535突变株的菌落形态、运动性、胞外蛋白酶分泌、H_2O_2和Cu~(2+)的压力感应、铁吸收利用、抗生素抗性以及生长代谢等生物学特性进行比较研究。【结果】通过对溶藻弧菌小RNA srvg23535基因缺失突变株的生物学特性分析表明,小RNA srvg23535缺失后,对溶藻弧菌菌落形态、运动性、胞外蛋白酶分泌、H_2O_2和Cu~(2+)的压力感应、铁吸收利用、抗生素抗性以及多数测定的碳源、氮源代谢的影响不显著;但突变株对D-海藻糖(D-trehalose)的代谢减弱,对果胶(Pectin)、丙氨酸-谷氨酰胺(Ala-Gln)的代谢增强,并可利用丙氨酸-天冬氨酸(Ala-Asp)为氮源。【结论】小RNA srvg23535参与调控溶藻弧菌对D-海藻糖(D-trehalose)、果胶(Pectin)、丙氨酸-谷氨酰胺(Ala-Gln)和丙氨酸-天冬氨酸(Ala-Asp)的代谢,这将为获取srvg23535调控靶标基因,进而阐明其与靶标基因的相互作用机制奠定基础。     

荧光假单胞菌2P24中gidA基因对PcoI/PcoR群体感应系统的影响

【目的】荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)2P24中PcoI/PcoR群体感应系统是调控生物膜形成与植物根部定殖能力的重要元件,同时该系统也受到多种上游因子的调控。利用遗传学方法研究P.fluorescens 2P24中gidA基因对群体感应系统的调控作用。【方法】将群体感应信号合成基因pcoI的转录报告质粒p970km-pcoIp转入菌株2P24和gidA基因突变体中以检测gidA对pcoI基因表达的影响,并利用报告菌Agrobacterium tumefaciens NTL4(pZLR4)测定菌株2P24及其衍生菌的信号N-乙酰高丝氨酸内酯(AHL)产量。【结果】gidA基因突变后pcoI基因的转录表达和AHL产量与野生型2P24相比显著降低。gidA基因突变体的游动能力没有受到明显的影响,但生物膜的形成显著低于野生型和互补菌株。小麦根部定殖实验表明,温室条件下gidA突变菌株在灭菌土和自然土中对小麦根尖和根围的定殖量较野生型和互补菌显著减少。此外,突变gidA基因并不影响菌株在LB培养基中的生长,但以葡萄糖、蔗糖、果糖、甘油、半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖、木糖或山梨醇为唯一碳源时,gidA突变体的生长受到明显的抑制。【结论】GidA对假单胞菌2P24中的PcoI/PcoR群体感应系统、生物膜形成、定殖和碳源利用具有显著的正调控作用。     

肉桂酸衍生物对铜绿假单胞菌PAO1 III型分泌系统的影响

【目的】铜绿假单胞菌是引起医院获得性感染最常见的条件致病菌,而III型分泌系统(Type III secretion system,TTSS)是其致病的主要因子之一。本文从合成的21个肉桂酸衍生物中筛选影响TTSS效应子(Effector)产生的化合物,并初步研究其作用机制。【方法】将TTSS效应子合成基因exoS的转录报告质粒pAT-exoS转入菌株PAO1中,获得PAO1(pAT-exoS)。待筛选的化合物与PAO1(pAT-exoS)菌株共培养6 h后,检测exoS基因的表达,从中筛选影响exoS基因表达的化合物。【结果】筛选结果表明：21个化合物中,3个化合物抑制exoS基因表达,2个化合物则促进exoS基因表达。此外,化合物TS128、TS143和TS160对菌株生长有明显的抑制作用。Western blot实验进一步证实筛选得到的化合物TS108、TS128和TS165可抑制ExoS的产生;化合物TS139和TS143则促进ExoS的产生。为进一步研究抑制剂的作用机理,过量表达TTSS主要的调控因子exsA基因可部分消除抑制剂TS108和TS165的抑制效果;而rsmZ rsmY双基因突变体PAO6421中添加抑制剂TS108和TS165并不能显著抑制exoS基因的表达,同样,抑制剂TS108和TS165也不影响受Gac/Rsm信号传导系统调控的群体感应信号分子的产生。【结论】抑制剂TS108和TS165的作用机制可能主要是影响esxA基因,从而影响exoS基因表达及蛋白产量。