克氏肺炎杆菌(K pneumoniae)的整个固氮基因nif簇在酵母染色体上稳定的整合

对大气氮的还原能力只限于几个属(包括共生的、联合的和自生的细菌在内)的原核生物。迄今还没有一个真核生物表现有固氮作用。所有固氮原核生物都是利用固氮酶复合物的相似原理进行这一过程的。     

化能自养硫氧化细菌Halothiobacillus diazotrophicus低氧硫氧化特性及其机制

【目的】 探究Halothiobacillus diazotrophicus LS2在不同氧浓度下的硫氧化特性,并揭示其低氧适应机制。【方法】 通过离子色谱测定S₂O₃^2-和SO₄^2-浓度,平板稀释涂布法跟踪测定菌体生长情况,转录组测序及生物信息学分析其差异表达基因及相关代谢通路。【结果】 菌株LS2在氧含量0.2%-21%的条件下能够进行硫氧化代谢和生长,并且在氧含量高于1.6%的条件下维持较高的硫氧化活性。比较转录组学分析筛选出851个可能与低氧适应相关的差异表达基因,包括表达上调基因464个,表达下调基因387个,其中硫代硫酸盐硫转移酶(thiosulfate sulfurtransferase, TST)、硫氧化酶/还原酶(sulfur oxidase/reductase, SOR)、硫化物:醌氧化还原酶(sulfide:quinone oxidoreductase, SQR)上调表达,Sox酶系下调表达,菌株LS2低氧硫氧化代谢途径可能发生改变。低氧组菌株LS2上调表达cbb₃型细胞色素c氧化酶,以增加O₂与酶的结合效率,同时上调表达固氮酶基因nifDKH和Fix复合体基因fixA、fixB、fixC、fixX,利用N₂、CO₂为最终电子受体维持胞内氧化还原平衡。【结论】 菌株LS2是一株在低氧环境中仍能维持较高硫氧化活性的硫氧化细菌,SQR、高氧亲和末端氧化酶及固氮酶对其适应低氧环境有重要作用,本研究对丰富低氧硫氧化代谢机制认识有积极意义,为优化含硫废水处理工艺提供一定理论基础。     

植物内生固氮菌及其固氮机理研究进展

氮素是植物生长必不可少的元素,植物内生固氮菌不仅能够在植物体内产生氮素以供植物利用,而且在自然界氮素循环过程中发挥积极作用,对农业可持续发展具有重要意义。近年来,植物内生固氮菌逐渐成为研究热点。由植物内生固氮菌的发现、作物共生、侵入途径、固氮机理、促生作用机制等方面系统地综述了植物内生固氮菌的研究进展,探讨了植物内生固氮菌新的研究思路以及一些尚未解决的问题,以期为植物内生固氮菌及生物固氮研究提供参考。     

木麻黄根瘤中分离的四株弗兰克氏菌的比较研究

用根瘤切片培养法,从采自云南省的木麻黄(Casuarina equisetifolia)植物根瘤中分离出K114和K105二株弗兰克氏菌(Frankia)。它们与另外二株来自广东省的同一种木麻黄根瘤分离菌S-65和Ce24进行比较:四株菌的全细胞璧化学组分相同,全细胞氨基酸都含有meso-DAP;全细胞糖型均为D型。但它们在菌丝和孢囊形态、色素产生以及固氮酶活性等方面均存在差异。其中S-65与另三株菌在碳源利用方面存在显著差异: S-65属于生理A型菌;另三株菌则属于生理B型蕾     

含铬重组液激活部分缺陷失金属原子族的钼铁蛋白的研究

棕色固氮菌固氮酶相铁蛋白经邻菲罗啉和Ｏ２处理,变为部分缺失ＦｅＭｏｃｏ和Ｐ－ｃｌｕｓｔｅｒ的失活蛋白。与由Ｋ２ＣｒＯ４、高柠檬酸铁、Ｎａ２Ｓ和二硫苏糖醇组成的重组液保温后,处理蛋白对乙炔和质子还原的活性都得以显恢复,然而,它的吸收光谱和圆二色谱虽有明显恢复,但仍与还原钼铁蛋白有所不同。这表明,激活蛋白中也话存在功能与钼铁蛋白相似,而结构则有所差异的含铬蛋白。     

缺失nifH的棕色固氮菌突变种固氮酶钼铁蛋白的结晶

从限氨固氮培养基中培养的缺失nif H的棕色固氮菌(Azotobacter vinelandii Lipmann)突变种DJ54中,分离纯化出部分纯的缺失FeMoco的钼铁蛋白(△nifH Av1).用相同纯化方法分别从DJ35和UW45突变种中纯化的△nifE Av1和NifB- Av1的纯度明显高于△nifH Av1的纯度.在合适的结晶条件下,可得到这三种蛋白的深棕色短斜四棱柱晶体.△nifH Av1与NifB- Av1一样,晶体形成所需的时间比△nifE Av1的长.而它结晶所需的沉淀剂和缓冲液最适浓度则与△nifE Av1的相同.SDS-PAGE鉴定表明,结晶的△nifH Av1与OP Av1的组成相似.这表明,在△nifH Av1溶液中形成的晶体可能就是该蛋白质的晶体.     

柱孢鱼腥藻固氮酶防氧的呼吸保护

柱孢鱼腥藻生长在缺氮情况下,发现其固氮活性增加的同时也减少了对氧的敏感性。缺氮生长细胞的乙炔还原活性给氧抑制一半时的氧分压(pO2)是0．5atm．,而有氮生长细胞的半抑制浓度为0．35atm．。这表明蓝藻有可能通过增加呼吸耗氧而提高了它的固氮酶活性。呼吸作用与固氮酶活性之间存在着密切的关系。无论在有氮、缺氮还是光诱导固氮酶形成的情况下,其固氮活性均随着呼吸速率的变化而变化。本研究结果,支持了柱孢鱼腥藻固氮酶的主要防氧手段是呼吸保护的观点。     

固氮酶铬铁蛋白的晶体生长

在合适的结晶条件下 ,从含Cr无氨培养基中生长的固氮菌 (AzotobactervinelandiiLipmann)突变种UW3 中纯化出的CrFe蛋白可从溶液中析出深棕色斜四棱柱晶体 ,晶体最大的两条对角线长度分别可达 0 .2 5mm和 0 .12mm。PEG 80 0 0、MgCl2 、NaCl、Tris和Hepes缓冲液的浓度及结晶方法等对该蛋白的出晶率、晶核数目、晶体大小和质量都有明显影响。CrFe蛋白结晶所需的上述化合物的最适浓度与在Mn中生长的固氮菌突变种UW3 的MnFe蛋白和缺失nifZ固氮菌突变种的ΔnifZMoFe蛋白结晶所需的最适浓度有所不同。结果表明 ,该蛋白晶体可能为CrFe蛋白的晶体     

毛萼田菁茎瘤菌(Azorhizobium caulinodans)吸氢活性缺陷株的筛选及特性

利用转座子Tn5随机插入突变法,从毛萼田菁茎瘤菌（Azorhizobiumcaulinodans）中筛选得到两株吸氢活性缺陷突变株（Hup-）R－49和R－309,其固氮酶活性也大大降低,约为野生型固氮酶活性的6％～8％。以带有Bradyrhizobiumjaponicum的5．9kb的hup基因的质粒pHR11为探针与A．caulinodansORS571和B.japonicum122DES（Hup＋）的总DNA进行分子杂交,放射自显影表明,A．coulinodans基因组含有与B.japonicum的hup基因同源的DNA片段,将携带B．japonicumhup基因的嵌合质粒pHR11与A.caulinodansHup-突变株进行体内遗传互补,接合转移子吸氢酶活性可以恢复至野生型的60％,同时固氮酶的活性亦有所提高。