植物内生菌增强植物对生物胁迫抗性的研究进展

植物在生长发育过程中因遭遇多种逆境的威胁而出现营养流失、产量大幅下降等问题，而使用传统的化学农药调控植物抗逆作用会对环境造成严重污染甚至危及人类健康，因此需要从天然成分中寻找合适的农药代替品。生活在每种植物体内的内生菌几乎都是植物微生态系统中的天然成分，因其特殊的生态位而可能对植物具有更加积极和直接的影响。然而目前，关于内生菌在提高宿主生物胁迫抗性等方面的作用机制还知之甚少。该文就植物内生菌的来源、多样性和对生物胁迫的抗性展开叙述。首先，总结了植物内生菌传播的主要方式，即水平传播和垂直传播；其次对内生菌种类的多样性以及在植物中的分布多样性进行了归纳与分析；最后，详细阐述了植物内生菌增强植物对生物胁迫应激耐受性(抗致病菌病害、抗虫害)的基本特点与作用机制，即植物内生菌可利用生态位竞争或营养位竞争产生的诱导抗性遏制病原菌感染，或合成抗生素类、生物碱类、几丁质类等次生代谢产物抑制病原菌或线虫的生长，从而防治病虫害。此外，基于内生菌增强植物生物胁迫抗性的研究现状进行了展望，为更加环保的生物防治制剂的开发与利用提供了参考。     

假结核耶尔森氏菌中Phd-Doc毒素-抗毒素系统的功能鉴定

【背景】毒素-抗毒素系统在微生物体内广泛存在,在微生物对抗外界不良环境方面发挥重要作用。【目的】以模式细菌假结核耶尔森氏菌(Yersinia pseudotuberculosis,Yptb)为材料,探究其编码的Phd-Doc毒素-抗毒素系统的作用机制和生物学功能。【方法】通过生物信息学方法预测Yptb中编码的Phd-Doc毒素-抗毒素系统,通过毒性分析、基因表达分析及蛋白相互作用对其进行鉴定;通过抗生素胁迫、氧胁迫、生物被膜形成等实验研究Phd-Doc在体内发挥的生物学功能。【结果】生物信息学分析鉴定出一对Phd-Doc毒素-抗毒素系统,发现二者共转录且相互作用;毒素蛋白Doc能够引起大肠杆菌形态发生变化并抑制其生长,抗毒素蛋白Phd能中和Doc的毒性;Phd-Doc毒素-抗毒素系统具有自调控抑制效应;phd-doc的缺失对Yptb自身的生长无影响,而且毒素蛋白Doc在野生型Yptb内过表达并未显示毒性;phd-doc在转录水平上响应了抗生素胁迫和氧胁迫,其中,对氯霉素胁迫最为敏感,但并不影响Yptb的生长;同时,Phd-Doc能够影响Yptb的生物被膜形成能力。【结论】Yptb中Phd-Doc毒素-抗毒素系统的功能鉴定对于更好地了解在多变的外部环境下微生物的定殖和响应机制具有重要意义。     

谷氨酸棒杆菌代谢芳烃过程中β-酮己二酸途径中原儿茶酸支路的分子基础

虽然在格蓝氏阴性菌中酮己二酸途径的原儿茶酸支路研究较多,但在格蓝氏阳性菌中的研究很少。本实验中,利用原儿茶酸、对甲酚和4-羟基苯甲酸作为惟一碳源和能源培养谷氨酸棒杆菌,酶活测定表明有原儿茶酸3,4-双加氧酶存在。对基因组数据分析表明在ncg12314-ncg12315位点可能编码原儿茶酸3,4-双加氧酶,ncg12314/ncg12315分别是两个连续的阅读框,采用PCR方法克隆了这两个基因,并在大肠杆菌中表达,测得原儿茶酸3,4－双加氧酶活性,进一步把这两个基因从谷氨酸棒杆菌中敲除,突变株失去了利用原儿茶酸、对甲酚和4-羟基苯甲酸的能力,同时,原儿茶酸3,4-双加氧酶活性消失。原儿茶酸3,4-双加氧酶由α-和β-两个亚基组成,基因同源性比较表明ncg12314/ncg12315分别与α-和β-两个亚基的编码基因同源。这些结果清楚地证明了ncg12314/ncg12315编码原儿茶酸3,4-双加氧酶的两个亚基。通过对谷氨酸棒杆菌基因组分析,发现了参与该芳烃代谢途径的其他基因。本项研究对揭示微生物尤其是格蓝氏阳性菌中芳烃代谢的遗传多样性,提供了新的依据。     

农杆菌介导的木本植物遗传转化

木本植物由于本身的特殊性使其遗传转化较为困难,但根据植物类型及其生长特点,选取不同的受体系统,采用农杆菌介导进行转化,已在多种木本植物上获得成功。本文综述了农杆菌介导的木本植物在转化方法、受体系统和转化机理方面的研究,对Ｖｉｒ 基因活化、外植体预培养、共培养方法等影响转化的一些因素及存在的问题进行了探讨。     

谷氨酸棒杆菌中芳香化合物降解的β-酮己二酸途径中原儿茶酸分支关键酶的鉴定

β-酮己二酸途径的原儿茶酸分支在革兰氏阴性细菌中研究较多,但在革兰氏阳性细菌中的研究却很少.本研究表明谷氨酸棒杆菌能以原儿茶酸、4-羟基苯甲酸、香草醛和对甲酚作为惟一碳源和能源生长,并且生长时诱导表达原儿茶酸3,4-双加氧酶.对谷氨酸棒杆菌基因组分析表明,基因位点ncg12314～ncg12315可能编码原儿茶酸3,4-双加氧酶.通过PCR反应扩增了ncg12314～ncg12315,并克隆到表达载体pET21a上,获得质粒pET21aP34D;携带pET21aP34D的重组大肠杆菌经诱导表达原儿茶酸3,4-双加氧酶.敲除ncg12314～ncg12315后,谷氨酸棒杆菌突变株失去原儿茶酸3,4-双加氧酶活性,同时丧失了利用原儿茶酸、对甲酚、香草醛和4-羟基苯甲酸作为惟一碳源和能源的能力;通过基因互补,这些能力又可重新获得.这些结果证实ncg12314和ncg12315(pcaHG)编码原儿茶酸3,4-双加氧酶.进一步对谷氨酸棒杆菌基因组分析后鉴定到一个完整的编码原儿茶酸分支途径中相关酶的基因簇,该基因簇的独特组织方式为芳香化合物的降解研究提供了新的视点.     

一株降解对氯硝基苯的Comamonas sp.CNB1的分离鉴定及其降解特性

从处理某化工厂污水的活性污泥中分离到一株降解对氯硝基苯的细菌CNB1菌株。经过对其形态特征、生理生化、以及16S rDNA序列分析,该菌株初步鉴定为Comamonas sp.,进一步研究表明,该菌株能够以对氯硝基苯为唯一碳源、氮源和能源生长。生长过程中,氯离子释放同步于对氯硝基苯降解,且氯离子的释放量与对氯硝基苯的降解量相当。该细菌利用对氯硝基苯生长的最适生长温度和pH分别为28℃和9.0。测定了降解途径中相关酶的活性,表明初始降解过程是由对氯硝基苯还原酶催化的硝基还原反应,芳环的裂解是由2-氨基苯酚1,6-双加氧酶催化。     

一株降解对氯硝基苯的Comamonas sp. CNB1的分离鉴定及其降解特性

从处理某化工厂污水的活性污泥中分离到一株降解对氯硝基苯的细菌CNB1菌株。经过对其形态特征、生理生化、以及16S rDNA序列分析,该菌株初步鉴定为Comamonas sp.,进一步研究表明,该菌株能够以对氯硝基苯为唯一碳源、氮源和能源生长。生长过程中,氯离子释放同步于对氯硝基苯降解,且氯离子的释放量与对氯硝基苯的降解量相当。该细菌利用对氯硝基苯生长的最适生长温度和pH分别为28℃和9.0。测定了降解途径中相关酶的活性,表明初始降解过程是由对氯硝基苯还原酶催化的硝基还原反应,芳环的裂解是由2_氨基苯酚1, 6双加氧酶催化。     

AI-2通过调节c-di-GMP代谢酶DosC影响类志贺邻单胞菌生物膜形成及运动性

细菌中广泛分布的群体感应信号分子autoinducer-2 (AI-2)会影响细菌的生物膜形成及运动性等生理过程,然而该信号对类志贺邻单胞菌相关表型的调控作用及其分子机制尚未有所报道。【目的】揭示AI-2通过影响胞内环二鸟苷单磷酸(c-di-GMP)水平调控类志贺邻单胞菌生物膜形成及运动性的内在机制,为类志贺邻单胞菌感染的防治提供新思路。【方法】首先利用同源重组方法构建luxS基因敲除菌株(ΔluxS),通过软琼脂平板法和结晶紫染色法分别检测其与野生型泳动能力和生物膜形成水平的差异;之后通过序列比对找到AI-2的潜在受体蛋白DosC(SAMEA2665130＿2180),利用哈维氏弧菌生物发光实验及等温滴定量热实验(ITC)研究DosC的配体结合结构域(ligand-binding domain,LBD)与AI-2的结合能力;通过体外酶活实验、胞内c-di-GMP定量分析研究AI-2对DosC受体活性的影响;最后参照前述方法构建受体DosC编码基因敲除菌株(ΔdosC)并检测其与野生型相比泳动能力和生物膜形成水平的变化。【结果】AI-2与DosC-LBD显示出高亲和作用力;通过高效液相...