Genome-wide comparison of the His-to-Asp phosphorelay signaling components of three symbiotic genera of Rhizobia.

Histidine-to-aspartate (His-Asp) phosphorelay (or two-component) systems are very common signal transduction mechanisms that are implicated in a wide variety of cellular responses to environmental stimuli. The His-Asp phosphorelay components include "sensor histidine kinase (HK)", "phosphotransfer intermediate (HPt)", and "response regulator (RR)". With special reference to three bacterial species (Mesorhizobium loti, Bradyrhizobium japonicum, Sinorhizobium meliloti), each of which belongs to a different genera of Rhizobia, here we attempted to compile all of the His-Asp phosphorelay components in order to reveal a comparative genome-wide overview as to the His-Asp phosphorelay. It was revealed that M. loti has 47 HKs, 1 HPts, and 58 RRs; B. japonicum has 80 HKs, 3 HPts, and 91 RRs; whereas S. meliloti has 40 HKs, 1 HPt, and 58 RRs. These His-Asp phosphorelay components were extensively compiled and characterized. The resulting overview as to the His-Asp phosphorelay of Rhizobia will provide us with a basis for understanding of the fundamental mechanisms underlying interactions between plants and microorganisms (including symbiosis), as well as nitrogen fixation.     

钙离子对紫花苜蓿及苜蓿根瘤菌耐酸能力的影响

土壤酸性是阻碍苜蓿根瘤菌与其宿主紫花苜蓿之间高效共生固氮的重要环境因子.本文研究了Ca2 对紫花苜蓿及苜蓿根瘤菌耐酸能力的影响.结果表明:加入一定浓度的Ca2 (5和10mmol·L-1)能提高苜蓿根瘤菌的生长速率,使苜蓿根瘤菌提前进入对数生长期.中性pH条件下,Ca2 的加入对苜蓿根毛变形率无显著影响;低pH条件下,加入2、5和10mmol·L-1的Ca2 均可提高根毛变形率,Ca2 浓度越高,其影响越显著,说明低pH下Ca2 可能会促进苜蓿根瘤菌与其宿主之间的识别.低pH条件下加入Ca2 可以使苜蓿结瘤提前,结瘤率提高;结瘤动力学检测结果表明,加入一定浓度的Ca2 可以使同期结瘤数增加,越是结瘤后期,环境pH越低,这种表现越明显.     

导入额外拷贝nifA基因对费氏中华根瘤菌共生固氮作用的影响

以广宿主、稳定性质粒pTR102为载体构建重组质粒pHN306,其上克隆有来自肺炎克氏杆菌（Klebsiellapneumoniae）的nifA基因和来自pDB30所含的发光酶标记基因（luxAB）。经三亲本接合转移,将pHN306导入费氏中华根瘤菌（Sinorhizobiumfredii）HN01,GR3和YC4。与出发菌相比较的盆栽试验结果表明：HN01（pHN306）和GR3（pHN306）分别在大豆渝豆一号和黑龙33上能显著提高瘤数,瘤重,植株地上部分干重和总氮量,YC4（pHN306）在大豆渝豆一号上也能显著提高瘤数,癌重和总氮量,对植株地上部分干重表现出一定的促进作用。结果表明：nifA基因对固氮效率和结瘤能力的促进作用与受体根瘤菌和大豆品种等因素有关。以luxAB为报告基因进行的菌落和根瘤发光检测结果表明：pHN306可在供试根瘤菌中稳定遗传。     

湖北潜江灰潮土中费氏中华根瘤菌(Sinorhizobium fredii)多样性的研究

用5种代表性大豆为捕集植物从湖北潜江灰潮土中经盆栽试验分离筛选出50株费氏中华根瘤菌,对它们的生长速度、耐盐性、pH生长范围、天然抗药性、碳氮源利用和共生效应等同时进行了比较研究,证实了同一土壤环境中费氏中华根瘤菌群体的多样性。     

费氏中华根瘤菌HN01DL在大豆根圈能定殖动态与结瘤研究

以发光酶基因luxAB为标记,在根盒缩影条件下研究了费氏中华根瘤菌HN01DL在大豆根圈的定殖动态、分布范围及其结瘤情况．结果表明,HN01DL在根盒．灭菌土壤和非灭菌土壤缩影中的大豆全根系定殖动态与水平明显不同,前者在第12d时达到最高定殖密度(8．65log cfu·g^-1),而后者的早期定殖数量下降较快,且于第15d时达到最高定殖密度(6．88log cfu·g^-1)．HN01DL在大豆播种5d后在大豆根部的A(0～4cm)区根段上达到最高定殖密度(7．05log cfu·g^-1),然后开始缓慢下降,至第19d时仍维持相对稳定,在第33d时又开始回升．至播种后第46d时HN01DL可散布至种子下方16cm处的根段部位．HN01DL在A区根段的定殖密度持续较高,所形成的发光根瘤总数(16．3个)及发光比例(68．8％)最高,且发光根瘤主要集中于该区段主根上．发光根瘤比例沿A-E区段逐渐下降,在E区段未检测到发光根瘤．     

费氏中华根瘤菌共生质粒扩增对结瘤因子组分和共生固氮能力的影响

费氏中华根瘤菌(Sinorhizobium fredii)YC4能在大豆(Glycine max)和野大豆(G．soja)上形成正常固氮的根瘤．人工培养条件下用^14C标记的薄层层析(TLC)法检测根瘤菌产生的结瘤因子(LCOs)的结果表明,与其它4株费氏中华根瘤菌相比,YC4产生的LCOs含有较多的疏水性基团．从YC4菌株中分离到1株共生质粒发生了扩增的自发突变株YSC3,其产生的LCOs中含有较野生型菌株多的1个疏水性组分,28℃培养条件下产生的LCOs量亦较YC4显著增加．结瘤试验结果表明,YSC3菌株只能在大豆和野大豆上形成无效的根瘤．