花生根瘤菌抗药性菌株的选育

花生接种根瘤菌有明显的增产效果,但是在老种植区,由于土壤中存有大量的根瘤菌,人工接菌效果不佳。解决这个问题的关键是选育竞争力与感染力强和固氮效率高的菌株。本文主要报道,用抗药标记法选育优良菌株和鉴定人工接种效果。     

骆驼刺根瘤菌的超微结构研究

用透射电子显微镜研究骆驼刺根瘤中的根瘤菌。结果表明。在成熟的骆驼刺根瘤中,根瘤菌的大小、数量、形态、分布位置及精细结构随寄主细胞的发育程度不同而异。早期侵染细胞中,根瘤菌小,数量少,一般呈球形或椭球形,位于细胞壁附近及靠近核区的地方,没有聚磷酸盐颗粒和聚羟基丁酸。成熟侵染细胞中,根瘤菌个体较大,数量较多．多呈棒状,少数为球形或椭球形。有很多根瘤菌还呈现明显的“T”形、“Y”形或“V”形,菌体占满了整个细胞,这时的根瘤菌大多数含有聚羟基丁酸和聚磷酸盐颗粒。而在衰老的侵染细胞中,根瘤菌细胞质收缩,电子密度增高．形状变得很不规则,有的根瘤菌解体,呈现膜泡状结构,菌体中含有数量不等的聚羟基丁酸和聚磷酸盐颗粒。球状根瘤菌从侵染初期到侵染细胞裂解的整个阶段中都仔在。并且观察到的处于分裂状态的根瘤菌都是球状菌,因此可以推测骆驼刺根瘤中是以球状根瘤菌来进行增殖的。     

微生物遗传转化筛选标记及其生物安全性的研究进展

在分子生物技术中,筛选标记基因是遗传转化载体所必备的基本元件之一,其主要功能是在基因操作中进行目标克隆的筛选,以及在应用过程中通过选择压力维持基因重组性状。抗药基因是微生物遗传转化中常用的筛选标记,大肠杆菌载体和一般穿梭载体中通常带有抗药基因。带有抗药基因的工程菌可以被广泛地应用于酶和有机化学品的发酵生产,因为工业发酵过程是在封闭系统中进行的,并且最终产品需要经过提炼。但是当人们需要用基因改良的菌株进行食品和饲料加工、环境修复、病虫害生物防治时,抗药基因类筛选标记应该被禁止使用。因此,发展生物安全性筛选标记成为遗传转化技术推广应用中的一个技术关键。本文介绍常用作筛选标记的抗药基因,以及针对抗药基因的安全性问题而发展的无选择标记的遗传转化技术及生物安全性筛选标记的基因工程技术。葡萄糖胺合成酶基因是近年发展起来的新型生物安全性筛选标记,它弥补了其他营养缺陷互补型和功能附加型筛选标记的缺陷,具有广阔的应用前景。     

新疆豆科短命植物弯果胡卢巴根瘤与根瘤菌的特性

[目的]对弯果胡卢巴根瘤增殖特性、根瘤显微结构、根瘤菌遗传聚类以及根瘤菌各种抗性进行观察、分析和鉴定.[方法]分别利用不同基质培养、石蜡切片和树脂半超薄切片以及16S rRNA基因序列扩增和序列分析等技术方法对弯果胡卢巴根瘤和根瘤菌进行研究.[结果]①在混合土(养花土:白杨林下土:沙土=1:1:1)中有明显结瘤且植株结荚最多,多数根瘤呈掌状和姜形;②显微结构显示根瘤由表及里分为表层、皮层、维管束、已侵染细胞与未侵染细胞几部分;③对根瘤菌16S rRNA基因全长序列(1377bp)测序并分析,结果显示其与苜蓿中华根瘤菌16S rRNA基因的同源性达99.9%;④根瘤菌抗逆性鉴定结果显示,在温度为4℃～60℃(20 Min)、pH值为6.0～12.0、NaCl浓度为0%～2%的范围内根瘤菌均可正常生长;低浓度的卡那霉素、链霉素及头孢霉素等抗生素(25μg/mL,)就能完全抑制根瘤菌的生长,但仍能在100μg/mL的氨苄青霉素中正常生长.[结论]弯果胡卢巴结瘤需要较好的土壤及通气条件;根瘤簇生,瘤内含大量被根瘤菌侵染的细胞;弯果胡卢巴根瘤菌与苜蓿中华根瘤菌(sinorhizobium meliloti,)同源性最高,是一类较耐高温和强碱的菌株.     

利用GFP表达系统检测球孢白僵菌侵染昆虫过程

绿色荧光蛋白(GFP)作为一种重要的报告基因,在病原菌和寄主之间的互作研究中具有良好的应用前景。利用草丁膦抗性基因bar为筛选标记,构建了组成性表达绿色荧光蛋白基因egfp的载体pBG,并转入球孢白僵菌获得成功表达。将转化子接种菜青虫进行生物测定表明,组成性表达egfp不影响球孢白僵菌的毒力。进一步利用冰冻切片和荧光显微观察技术监测球孢白僵菌侵染寄主行为,结果显示,通过荧光观察可清楚的检测到病原菌在昆虫体表的附着、菌丝穿透体壁以及菌丝从寄主体内长出等侵染过程。由此表明,GFP可有效用于球孢白僵菌的遗传标记,进行病原菌的鉴别、侵染致病机理及相关功能基因的表达模式研究。     

沙冬青根瘤菌的电子显微镜研究

用透射电镜研究沙冬青根瘤中的根瘤菌。这种根瘤菌的精细结构不仅与生态环境有关,而且还随寄主细胞发育程度不同而异。在早期侵染细胞中,根瘤菌很少,一般呈圆形或椭圆形,电子密度很高,位于细胞壁附近。在成熟侵染细胞中,根瘤菌很多,布满了整个细胞,形态出现多样化。在衰老侵染细胞中,根瘤菌形状不规则,细胞质收缩,电子密度增高,内部结构模糊不清,有的甚至变成一团膜泡状结构     

猕猴桃间座壳菌Diaporthe actinidiae的绿色荧光蛋白基因标记及侵染过程

果实软腐病是猕猴桃贮藏期间最严重的真菌病害,猕猴桃间座壳Diaporthe actinidiae是该病检出率最高且致病力最强的病原菌.该病菌从花前期开始侵染,至果实贮藏期才表现症状,侵染至发病周期较长,可借助荧光标记对其侵染过程进行研究.本研究采用PEG介导原生质体转化的技术,运用携带GFP及潮霉素抗性基因的双元载体p...     

侵染3株模式豆科根瘤菌的噬菌体生物学特性

豆科作物根瘤菌被噬菌体浸染后,在一定程度上会引起根瘤菌数目和结瘤量的降低,进而导致共生固氮作用弱化和作物产量的显著下降.然而,目前关于根瘤菌噬菌体的相关研究报道较少.本研究以3株模式根瘤菌,即慢生型大豆根瘤菌、中华大豆根瘤菌和中华苜蓿根瘤菌为宿主,于黑土农田土壤中采用双层平板培养法从每个宿主细菌分离3株噬菌体,共分离获得9株根瘤菌噬菌体,对其形态结构及生物学特征进行综合分析.结果表明:侵染苜蓿根瘤菌噬菌体(SMM)和慢生型根瘤菌噬菌体(BDM)属于肌尾噬菌体科,而侵染中华根瘤菌噬菌体(SSS)隶属于长尾噬菌体科.9株噬菌体的最佳感染复数均在0.001~1.0的变化范围内.一步生长曲线结果显示,BDM的潜伏期和爆发期明显长于SMM和SSS,但获得的裂解量最小.根瘤菌噬菌体在30~40℃和中性pH条件下侵染活性最大.对比发现,侵染同一宿主的噬菌体生物学特征虽存在一定差异,但分异度远小于不同宿主噬菌体间的差异.     

用发光酶基因(luxAB)标记法研究慢生花生根瘤菌的竞争结瘤能力

luxAB基因标记是一种新型基因标记技术,在很多研究领域都有着良好的应用前景。研究通过三亲本杂交将luxAB基因成功地向慢生型花生根瘤菌进行了转移,并获得了一株带LuxAB基因标记的菌株Cspr7-1。对Cspr7-1进行性状、标记基因的遗传稳定性检测,结果表明,LuxAB基因不仅能有效表达,而且性状稳定。在无氮水培条件下进行标记菌株与土著根瘤菌的竞争结瘤试验。结果证实,Cspr7-1在植物根系上的占瘤率平均达到61.3％,比土著根瘤菌的竞争结瘤能力强,而且Cspr7-1在主根上的侵染能力远较侧根上的强,平均高出22.3％-39.6％。     

植物内生菌定殖检测技术及其应用

自然环境中内生菌定殖于植物体内,对宿主植物产生多种有益效应,但是内生菌定殖情况难以检测,相关研究不够深入系统。目前在该领域使用较为广泛的检测技术包括：荧光标记、抗生素标记、荧光定量PCR和高通量测序等。内生菌通过孔隙伤口和降解细胞壁等方式侵染植物,通过种子垂直传递核心内生菌。对植物内生菌定殖的侵染方式、定殖方法和检测技术进行了归纳和整理,介绍了内生菌多种侵染和迁移途径,总结了目前内生菌定殖在生物防治、促进植物生长和污染修复等方面的功能,综述了多种检测方式在应用中的特点,以期为内生菌定殖植物的相关研究及其应用提供参考依据。     

用gfp基因标记法研究大豆根瘤菌在大豆根部定殖结瘤情况

采用三亲本杂交的方法,将绿色荧光蛋白基因(gfp)转入高效、抗逆、广适应性的快生大豆根瘤菌Sinorhizobium frediiCCBAU 01287中,获得含gfp基因的转基因菌株CBAU 01287(G);平板传代和共生检测表明:外源质粒在CCBAU 01287中能够自我复制,稳定遗传。进一步研究表明,gfp标记菌CCBAU 01287(G)可用于实时监测根瘤菌在大豆根部的早期定殖情况和定殖密度的测定;标记菌株对大豆的生长及生物量的积累与出发菌株的效果无显著差异。     

银合欢根瘤细胞的光学显微镜和电子显微镜研究

银合欢接种根瘤菌形成根瘤后,应用光镜和电镜技术观察。银合欢根瘤由分生组织细胞、皮层组织细胞、维管束系统和侵染细胞区域四个不同部分组成。根瘤菌借助于侵染线侵染细胞,释放进入宿主细胞质中,转变成固氮类菌体。最初每个包被膜内只含单独的类菌体,随后较老的侵染细胞中,每个包被膜内含有一个以上的类菌体。因此,成熟根瘤的侵染细胞可见有2~5个类菌体群集包被膜里,并且明显地累积PHB物质,显示电子染色透明颗粒。本文还讨论了上述变化的意义与银合欢根瘤细胞结构和功能的关系。     

田菁茎瘤固氮根瘤菌对小麦叶组织的促生作用研究

利用GFP标记的田菁茎瘤固氮根瘤菌(Azorhizobium caulinodans ORS 571)侵染露白24h的小麦种子,分别在侵染后0、6、12、24、48、72和96h采样,利用实时荧光定量PCR方法检测小麦体内6条与促生作用相关miRNAs(miR156、miR159、miR160、miR167、miR168和miR403)的表达模式,检测其中3条miRNAs(miR159、miR167和miR168)的靶基因表达模式;以接菌8d的小麦样品做切片,利用激光共聚焦显微镜检测小麦叶部田菁茎瘤固氮根瘤菌的分布,并测定小麦的生理指标。结果显示:(1)田菁茎瘤固氮根瘤菌侵染小麦后能够在叶片边缘部位定殖。(2)小麦叶片中与促生作用相关的6条miRNAs出现了不同程度变化,在12~24h到达其峰值,随后逐渐下降,其中miR159在峰值时的表达量为初始表达量的2.88倍。(3)3条miRNAs的靶基因表达模式与相应miRNA表达模式相对应,但并不严格。(4)生理指标测定结果显示,接种田菁茎瘤固氮根瘤菌对小麦叶片产生明显的促生作用,其中叶鲜重在96h的变化与对照差异极显著。研究表明,接种的田菁茎瘤固氮根瘤菌能够到达小麦叶组织,对小麦叶片的生长产生明显的促生作用,其中miRNAs在促生过程中发挥重要作用。     

应用Tn5—1uxAB—sacB基因盒对根瘤菌巨型质粒进行定向标记,缺失或消除

根瘤菌是农业生产实际中应用最多的微生物肥料。随着遗传工程技术的发展和农业生产实际的需求,遗传改良根瘤菌势必要进入田间应用（l）。如何对根瘤菌在田间的应用情况如占瘤率、与土著根瘤菌的竞争生存情况等进行监测,我们采用了发光酶基因工XXAB（2）对根瘤菌实行标记。考虑到发光酶基因在根瘤菌基因组中的不同标记位置,对根瘤菌的应用情况会产生影响,特别是对标记基因的活性强弱和标记基因的稳定性造成影响,从而影响监测结果和随后的安全性评价。因此我们首先对含发光酶基因的载体进行了改造（3）,以利于对根瘤菌的染色体和巨型…     

荧光标记噬菌体快速检测K1荚膜大肠杆菌方法的建立及应用

【背景】大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)是引发新生儿脑膜炎和禽类脑膜炎最常见的革兰氏阴性菌,其中含K1荚膜大肠杆菌是重要的病原菌。目前,K1荚膜大肠杆菌的检测方法存在一些弊端。【目的】利用PNJ1809-36噬菌体的宿主特异性建立快速检测K1荚膜大肠杆菌的方法。【方法】用荧光染料SYBR Gold标记PNJ1809-36噬菌体,侵染33株受试菌,在荧光显微镜下观察,测定该方法的特异性;倍比稀释宿主菌DE058,用荧光标记噬菌体侵染,测定该方法的灵敏度;用荧光标记噬菌体检测8份模拟粪样,测定该方法的临床应用效果;测定4℃避光保存4个月的荧光标记噬菌体的效价和检测效果。【结果】33株受试菌中的9株K1荚膜大肠杆菌有8株可见环状荧光,1株未能检出;20株非K1荚膜大肠杆菌以及4株非大肠杆菌属细菌均不能观察到荧光,检测灵敏度达100CFU/mL。8份模拟粪样的检测结果显示,3份含有K1荚膜大肠杆菌的粪样均可见环状荧光,5份不含K1荚膜大肠杆菌的粪样均无荧光。荧光标记噬菌体4℃避光保存4个月后效价无明显下降,检测效果无明显变化,表明该荧光标记噬菌体在4℃避光条件下较稳定。【结论】用荧光标记的PNJ1809-36噬菌体能够在15min内特异、快速、直观地检测K1荚膜大肠杆菌。     

丛枝菌根(AM)对根瘤菌趋化作用研究

对紫穗槐非接种(AM-+Rh-)、单接种根瘤菌(Rh+)、单接种AM真菌(AM+)和双接种(AM++Rh+)处理, 研究AM真菌、根瘤菌对宿主植物紫穗槐侵染情况, 并采用经过改良的根部微生物趋化试验手段研究AM真菌侵染根系后分泌物对根瘤菌的趋化性。实验结果表明：在接种AM++ Rh+情况下, 使宿主先于AM+、Rh+处理形成根瘤, 且双接种能够显著提高菌根侵染率; 在共生体形成期间, AM真菌与根瘤菌之间存在着识别互动反应和一定的信号物质, 接种AM真菌对根瘤菌有正趋化作用; 同时, 外界温度对AM真菌-宿主植物---根瘤菌三者共生体初始信号识别也起到一定的调控作用。     

灰霉病菌抗药位点及其分子检测方法研究进展

灰霉病由灰葡萄孢侵染所致,化学防治是目前最常用的治理方法,而随着杀菌剂的广泛使用,抗药菌株频繁出现。本文就近年来已研究报道的灰葡萄孢菌的抗药分子位点进行了系统总结,包括六大类杀菌剂,涉及5个基因;对灰霉病菌抗药位点的分子检测方法进行了综述,包括测序法、CAPS、ARMS、Tetra primer ARMS-PCR、AS real-time PCR、ASPPAA PCR和双杂交探针法,通过对不同检测方法进行比较分析,指出现有技术存在的问题并展望未来高通量的检测方法的发展方向。     

刺槐核糖体蛋白同源基因RpRPL22在共生结瘤过程中功能研究

目的: 核糖体蛋白(RPs)属于多功能蛋白,能够参与调控细胞生长和响应胁迫条件。RpRPL22是一个从豆科植物刺槐中分离得到的结瘤相关基因,通过序列比对发现其与核糖体大亚基蛋白RPL22高度同源。对其如何通过调控根瘤菌侵染而在共生结瘤过程中发挥重要作用进行了较为深入的探索。方法: 利用实时荧光定量PCR技术(qRT-PCR)分析RpRPL22在接菌后不同时间及不同植物组织的表达变化。利用cDNA末端快速扩增技术(RACE)获得目的基因cDNA全长。通过GFP报告基因进行RpRPL22亚细胞定位分析。通过Gateway BP重组技术构建RNA干扰(RNAi)重组载体,借助电转化法将重组载体转至农杆菌K599,利用农杆菌介导植物根部,接菌后观察和测量植株表型。首先从宏观水平统计观察目的基因是否对结瘤过程有影响,其次从分子水平揭示目的基因在共生结瘤过程的重要功能。结果: 不同接菌时期、不同植物组织目的基因qRT-PCR相对表达量结果显示,几乎在所有取样的接菌时间,目的基因RpRPL22在接菌根中的相对表达量都低于未接菌对照根,只有接菌后第25天除外。在成熟的根瘤中,接菌后第25天该基因的表达量也最高。洋葱表皮和毛状根亚细胞定位结果均显示在椰菜花叶病毒(CaMV)的35S启动子控制下,RpRPL22融合绿色荧光蛋白GFP的荧光信号在细胞核和细胞质有明显的表达。RNAi转化植株的表型统计观察结果,比如植株鲜重、植株的有效结瘤数目较对照组均有明显的降低;同时RNAi转化植株在根瘤菌侵染过程形成的侵染线数目和根瘤原基数目较对照均显著降低。根瘤切片实验用于观察根瘤显微超微结构,结果显示RNAi植株根瘤中固氮区的受菌侵染细胞数目与对照相比明显减少。电镜观察根瘤单个受菌侵染细胞中类菌体形态显示,RNAi根瘤中类菌体侵染细胞胞体多呈不规则形状,皱缩变形严重,环类菌体周间隙空间增大,多共生体融合,表现出细胞凋亡的迹象。对照根瘤中的受菌侵染细胞胞体多呈圆形椭圆形,胞质饱满丰富且分布均匀,细胞发育正常,表明RNAi植株根瘤发育过程明显受阻。结论: 核糖体蛋白(RP)能够参与调控豆科植物共生结瘤过程,相关同源基因RpRPL22可能在起始根瘤菌侵染植物和阻止类菌体降解过程中起重要作用。     

华癸根瘤菌外膜孔蛋白编码基因MCHK_1326突变株的构建与共生固氮表型分析

【目的】Mesorhizobium huakuii 7653R的MCHK_1326基因编码一种外膜孔蛋白,可能参与根瘤菌侵染宿主植物以及结瘤固氮过程,本研究旨在探索该基因在共生固氮中的功能。【方法】生物信息学分析MCHK_1326蛋白的结构特征及生物学功能,启动子原位表达技术检测MCHK_1326共生时空表达特征,利用Cre-loxp系统构建MCHK_1326缺失突变株,考察其共生固氮表型及早期侵染事件,通过植物盆栽并额外添加无机氮源,检测突变株接种紫云英后的共生固氮表型变化。【结果】MCHK_1326基因在侵染早期如侵染线的延伸等过程中表达,在成熟根瘤的侵染区表达,与野生型相比,突变体△1326侵染线和根瘤原基数量显著减少;植株地上部分鲜重与固氮酶活性极显著降低,根瘤数量和根瘤重量显著降低;额外添加无机氮源能恢复其共生缺陷表型。【结论】MCHK_1326基因参与根瘤菌早期侵染和结瘤,在根瘤发育与共生固氮过程中发挥作用。     

量子点荧光技术标记肿瘤细胞中HSP的应用研究

目的探讨量子点荧光技术对人肾癌细胞株(ACHN)中不同HSP进行标记的可行性应用。方法利用量子点的荧光特性,免疫细胞化学方法检测体外培养的ACHN细胞中量子点特异性标记的HSP70、HSP90、HSPgp96的表达情况。结果共聚焦荧光显微镜下可见ACHN细胞中HSP70、HSP90、HSPgp96均有明显表达,呈现均匀分布的橙红色强荧光,且量子点在持续激发30分钟后无荧光淬灭发生。结论量子点荧光标记技术能够对不同HSP进行标记,且与传统的标记方法相比具有显著优点,可作为一种新型的检测技术应用于科研及临床标记检测中。