斯氏假单胞菌A1501固氮新基因PSTl305的功能分析

[目的]研究斯氏假单胞菌A1501基因组"固氮岛"中PST1305基因在A1501生物固氮过程中所起的作用.[方法]利用同源重组与三亲接合的方法构建PST1305的非极性突变株.乙炔还原法测定固氮酶活.RT.PCR分析PST1305基因与其周围基因转录单元的关系,Real-Time PCR比较PST1305在最佳固氮与非固氮条件下表达水平的差异.[结果]突变株np1305的固氮酶活显著降低,功能互补菌株np1305Comp能基本恢复细胞的固氮作用.PST1305与其上游的nifB、fdxN、下游的nifQ等基因位于同一个转录单元,组成一个操纵子.基因芯片表明,PST1305基因在固氮比非固氮条件下表达量显著上调(约38.7倍),Real-Time PCR验证支持这一结果.[结论]PST1305基因参与固氮过程,其突变会影响固氮酶的活性,该基因可能通过参与A1501固氮酶电子传递或者固氮酶的氧保护过程影响固氮效率.     

斯氏假单胞菌A1501物质代谢及能量生成相关基因的分析

斯氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)A1501是一株分离自中国南方水稻根际土壤的联合固氮菌.该菌在无氨和微好氧条件下可将空气中的氮气转化为植物可以直接利用的铵.A1501基因组测定工作已经完成,根据A1501菌 基因组的功能注释对该菌的中心代谢、能量合成及环境适应性等方面进行了生物信息学分析.结果发现,A1501菌的物质代谢途径具有多样性,除不能利用EMP途径代谢己糖外,该基因组合有几乎所有编码Entner-Doudorff途径(ED)、磷酸戊糖途径(HMP)、糖酵解途径(EMP)、三羧酸循环(TCA)以及乙醛酸途径中关键酶类的基因.此外,基因组分析鉴定了252个与能量产生相关以及3套编码电子传递复合体(1个Nqr和2个Rnf复合体)的基因簇.为进一步研究A1501菌的碳代谢调控及C-N偶联机制提供了重要的理论依据.     

固氮施氏假单胞菌亚硝酸盐还原酶基因nirS转录特性及功能鉴定

【目的】研究固氮施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)A1501亚硝酸盐还原酶结构基因nir S的转录调控机制及其在反硝化过程中的功能。【方法】构建nir S-lac Z融合载体,利用三亲本结合法将其导入野生型A1501,通过β-半乳糖苷酶活性的测定,分析不同供氧状况、不同浓度的硝酸盐、亚硝酸盐对nir S基因表达的影响;同时将该载体导入rpo N突变株中,研究氮代谢调控因子Rpo N对nir S基因转录影响。通过同源重组方法构建nir S突变株,通过生化表型测定明确nir S在反硝化过程中的功能。【结果】启动子活性测定表明,nir S基因厌氧条件下高水平表达,是好氧条件下表达水平的4倍;nir S的表达受硝酸盐诱导,但不受亚硝酸盐的诱导;Rpo N突变株中,nir S的表达活性为野生型的1/4,nir S启动子未发现Rpo N的保守结合位点,表明nir S的表达受Rpo N间接调控。表型测定显示以硝酸盐为电子受体时Δnir S的反硝化能力降低了约20%;以亚硝酸盐为电子受体时Δnir S仅有微弱的反硝化能力,并且nir S的突变使得菌体在反硝化条件下利用亚硝酸盐的能力显著减弱。nir S突变提高了菌体在亚硝酸为电子受体的反硝化条件下的固氮酶活。【结论】A1501中nir S基因的转录受外界氧及硝酸盐的影响,同时受氮代谢Sigma因子Rpo N的调控。nir S在A1501菌反硝化过程中起关键作用,参与了亚硝酸盐的转化。     

固氮施氏假单胞菌A1501四碳二羧酸结合蛋白DctP的功能及表达特性

【目的】研究施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)A1501四碳二羧酸结合蛋白Dct P的生物学功能和自身表达特性。【方法】构建结合蛋白编码基因dct P的非极性突变株,测定dct P突变株以不同四碳二羧酸(琥珀酸延、胡索酸、苹果酸)为唯一碳源时的生长情况和固氮酶活性;构建dct P基因启动子的融合表达载体dct P-lac Z,将其分别转入野生型A1501和ntr BC、rpo N和dct B突变株中,测定在不同四碳二羧酸为唯一碳源诱导条件下重组菌株中的β-半乳糖苷酶活性。【结果】dct P基因的突变使菌株丧失了四碳二羧酸的利用能力,影响了菌株的固氮酶活性;苹果酸、延胡索酸、琥珀酸对dct P-lac Z具有明显的诱导作用;在rpo N、ntr BC和dct B突变株中,dct P的表达量均显著降低。【结论】Dct P蛋白在四碳二羧酸的利用过程中起重要的作用,dct P基因的表达是Rpo N依赖型,可被四碳二羧酸诱导,受到调控蛋白Ntr BC/Dct B的协同调控。     

斯氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)A1501反硝化相关基因结构及功能分析

在A1501株的基因组上鉴定了4个反硝化相关的基因簇: nar, nir, nor和nos, 共40个基因, 基因的转录产物与其他种群中物质运输、基因调控以及还原酶类蛋白高度同源. nir, nor和nos基因簇在染色体上位置靠近, 与nar基因簇相隔较远. 与其他反硝化细菌比对的结果表明, A1501株中的40个反硝化基因组成了一套完整的反硝化催化系统. 在A1501株中, 该系统有以下特点: (ⅰ) nar基因簇中, narK基因只发现一个拷贝. (ⅱ) 在narK与narG之间有一个narM基因. (ⅲ) 在narX, narL基因的下游鉴定了两个基因dnrE和orf1, 其中dnrE基因是一个属于FNR家族的转录因子. (ⅳ) A1501株中nir基因有16个, 是所有已知反硝化细菌nir基因数量最多的. (ⅴ) 在A1501株中, 同时也是在假单胞杆菌属中首次报道norR基因. (ⅵ) nos基因簇相对保守, 无论在基因组成还是排列方式与参照的菌株都完全一致.     

施氏假单胞菌A1501铁吸收调节蛋白Fur的表达特性与功能鉴定

铁是细胞生理代谢的重要金属元素,是多种氧化还原酶类、过氧化物酶类的重要组成部分。革兰氏阴性菌中,胞内铁转运、储存和利用主要由铁吸收调节蛋白Fur（ferric uptake regulator）调控。水稻根际联合固氮菌——施氏假单胞菌（Pseudomonas stutzeri）A1501基因组中含有一个fur同源基因,但其具体功能尚不清楚。比较了A1501中fur基因及其编码蛋白的序列特征,并通过实时荧光定量PCR（real-time quantitative,qRT-PCR）和Western blotting杂交方法测定了fur基因和Fur蛋白的表达特性,结果发现fur基因表达水平与环境中铁浓度呈负相关,在铁限制条件下高表达,铁过量条件下表达受抑制。构建了fur基因突变株和功能回补株,表型测定发现fur突变影响了A1501的碳源代谢谱,并导致A1501对过氧化氢胁迫敏感。胞内铁含量测定表明,fur突变株内的铁含量为野生型的1.3倍,进一步qRT-PCR测定表明fur突变影响了铁离子转运系统及过氧化物酶编码基因的表达。研究结果为解析根际微生物胞内铁平衡调节及根际环境适应机制奠定了理论基础。     

铜绿假单胞菌耐消毒剂基因检测

目的了解深圳市人民医院临床分离的铜绿假单胞菌耐季胺盐类消毒剂基因(qac)的检出率及基因型。方法收集深圳市人民医院近几年铜绿假单胞菌临床分离菌株63株,应用PCR法检测菌株的qacA/B、qacC、qacG、qacJ和qacE△1基因。结果63株铜绿假单胞菌中,qacE△1基因阳性51株(80.9%),qacA/B基因阳性5株(7.9%),其余的基因型未检出。结论我院临床分离的铜绿假单胞菌中耐季铵盐类消毒剂基因检出率较高,主要为qacE△1型。     

谷胱甘肽对铜绿假单胞菌exoS 和exoY基因的影响

摘要: 【目的】研究谷胱甘肽对铜绿假单胞菌exoS和exoY基因表达的影响。【方法】利用丁硫氨酸亚砜胺和马来酸二乙酯同时耗竭细胞内的谷胱甘肽,并构建包含被lacZGm破坏的谷胱甘肽合成酶基因的突变体。通过分别连有exoS 和exoY基因启动子的pMS402质粒上Lux报道子发光值大小检测exoS 和exoY基因表达变化情况。【结果】exoS和exoY基因的表达在用化学药品耗竭的细胞中或是在谷胱甘肽合成酶突变体中都降低。【结论】铜绿假单胞菌细胞内的谷胱甘肽可以促进exoS和exoY的表达。这将为进一步研究铜绿假单胞菌的感染以及致病性机理提供一定的理论基础。     

铜绿假单胞菌外毒素A基因表达的研究进展

外毒素A(PEA)是铜绿假单胞菌最主要的一种毒力因子,它具有ADP-核糖基化转移酶活性,通过对延伸因子-2(eEF-2)的ADP-核糖基化抑制细胞的的蛋白质合成而导致细胞死亡。PEA由613个氨基酸组成,分子量66kD;其编码结构基因toxA位于细菌染色体上,为单一顺反子。本文着重综述近年来对PEA的基因表达及表达调控的研究进展,为利用基因工程手段获得高纯度PEA的工作理清一条思路。     

铜绿假单胞菌抗生素耐药性及耐药相关基因检测

目的了解2011-2012年深圳市南山区医院患者,各医院诊所内环境、医护人员手涂抹样以及食品样中铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruinosa,PA）对抗生素耐药性及携带耐药基因情况。方法利用VITEK 2 compact全自动微生物鉴定仪对PA菌进行药敏试验。采用聚合酶链反应（polymeras chain reaction,PCR）技术检测PA的20种耐药基因：β-内酰胺TEM、VEB、CARB、OXA、SHV、PER、GES、GTX、SPM、GIM,金属β-内酰胺酶IMP、VIM,AmpC酶DHA,膜通道蛋白oprD,氨基糖苷类修饰酶Aac（6’）-Ⅰ、Aac（6’）-Ⅱ、Aac（3’）-Ⅰ、Aac（2’）-Ⅰ,耐消毒基因qacE1-sull与Ⅰ类整合子基因。结果药敏试验显示53株菌对11种抗菌药物阿米卡星、氨苄西林等耐药率为100%,对呋喃妥因、亚胺培南等耐药率为10%~30%。检出11种耐药基因：TEM、SHV、IMP、DHA、Aac（6’）-Ⅰ、Aac（6’）-Ⅱ、Aac（3’）-Ⅰ、Aac（2’’）-Ⅰ、qacE1-sull、Ⅰ类整合子及oprD基因,检出率分别为7.54%、5.66%、3.77%、11.32%、5.66%、15.09%、5.66%、58.49%、9.43%和9.43%,oprD基因缺失率为67.93%。结论部分分离自患者菌株呈多重耐药,且携带多种耐药基因,应引起高度重视。不同类型样本分离菌株携带耐药基因存在差异。     

Structural and functional analysis of denitrification genes in Pseudomonas stutzeri A1501

Denitrification is the process by which nitrates are converted to nitrogen gas under the action of microor-ganism, and in a bioenergetics viewpoint, a kind of respiration of bacteria in anoxia condition. In such a process, nitrogen in oxidation state replaces oxygen as the terminal electron acceptor in cell membrane, gen-erates potential gradient with the action of a series of oxidoreductase, and finally converts nitrate into nitro-gen[1]. Denitrification is widely present in nature, and resea…     

Plasmid-encoded mercury resistance in a Pseudomonas stutzeri strain that degrades o-xylene

Abstract A Pseudomonas stutzeri strain, previously isolated for its ability to utilize o -xylene, bears a plasmid, pPB, of about 80 kbp. pPB was found to encode resistance to mercuric chloride and organomercury compounds. Loss of the plasmid resulted in a simultaneous loss of the metal resistance, but not of the ability to degrade o -xylene. Transfer of the Hg^r phenotype to an Hg^s strain was achieved by mobilizing pPB with RP4. Mercury reductase activity was induced by mercuric chloride and by phenylmercuric acetate and Thimerosal. pPB may be considered a broad spectrum resistance plasmid.