盐激条件下快生大豆根瘤菌的渗透调节

快生大豆根瘤菌(Rhizobium fredii)RTl9在基本培养基中能耐800 mmol/L。NaCl。该菌株在对数生长后期,突然加入高浓度NaCl,使其培养液中的NaCl最终浓度为1000mmol/L。5分钟后,细胞内谷氨酸的含量便急剧增加,而且脯氨酸也大量积累。50分钟后,它们的含量分别达到未受盐激的(对照)4倍和3.8倍。在盐激条件下,RTl9的谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)的活性比对照明显提高。其中GS活性的提高主要是由GSⅡ引起的,GSI变化不大。将这两种酶直接暴露于1000mmol/LNaCl,50分钟后,酶活性降至原来的70％,并未完全失活。聚丙烯酰胺凝胶双向电泳的分析表明,若干蛋白质在盐激后消失,而且发现两种蛋白质是新合成的,其分子量和等电点(MW/pI)分别为110 kD/4.3和76 kD/6.5。     

快生型大豆根瘤菌基因库的构建

本文报道了用柯斯质粒(cosmid)pLAFRI 作为载体,通过 EcoRI 部分酶切快生型大豆根瘤菌的全部 DNA,获得“目的”DNA 片段,用大肠杆菌 ED8767作为受体菌株,我们构建了一株快生型大豆根瘤菌——B52菌株的基因库。插入的基因片段大小为20～30kb,所获得的抗性菌落数为3.9×10~4,其中外源基因插入频率为70%,重组子数超过“理论”值,达到了希望的建库要求。     

固氮酶结构基因在快生型大豆根瘤菌中的定位

分离纯化了一批我国快生型大豆根癌蘸。测定了它们的固氮酶稀性和寄主专一性,发现相同菌株在不同大豆豆种植株上的结瘤和固氮活性差异甚大。蓑国USDA 191和193似寄主专一性较高,在我们所使用的豆种上结瘤能力很低,固氮活性也不高。对根瘤菌中巨型质粒的数量分布进行了分离分析,表明所有快生型大豆根瘤菌都包含1—3个巨型质粒(分子量范围;30-25Md>。用含有固氮酶结构基因的质粒pSA30作为探针对巨型质粒进行杂交,结果表明即使是快生型大豆根瘤菌,固氮酶结构基因也并不一定定位于巨型质粒上。另外,在若干菌株中发现psA30与二个巨型质粒同时杂交,表明有可能nif HDK或其部分基因的拷贝是分散的。     

湖北地区快生型大豆根瘤菌的质粒及结瘤基因的初步定位

从湖北省潜江县和监利县的4个采集点分离纯化了26株快生型大豆根瘤菌。质粒分离分析结果表明:所测快生型大豆根瘤菌中均有1—3条质粒带,分子量范围在50—300 Md之间。从26株快生型大豆根瘤菌中,选出分属两个血清型的5个菌株,依据根瘤菌nodABC基因在所有根瘤菌种中的结构同源性,对快生型大豆根瘤菌的结瘤基因(nod)进行了初步定位,其结果表明:R173、X143、B21、B2,D13菌株的质粒DNA中没有与nod ABC基因同源的片段存在,而R173、X143、B21、D13菌株的总DNA中含有部分no     

土壤中质粒pLV1016在快生型大豆根瘤菌间的水平转移

在滤膜、液体培养基和土壤微宇宙 3种系统中 ,研究了接合型质粒 pLV1 0 1 6由快生型大豆根瘤菌 (Rhizobiumfredii)QB1 1 31向R .frediilux3的水平转移及pLV1 0 1 6由QB1 1 31向土著细菌的转移 .接合培养 1d后 ,分别计算供、受体菌的生长速率和质粒转移速率常数 (γ) .结果表明 ,相同接种浓度下 ,滤膜接合时γ值最高 ,土壤中γ值最低 ,γ值不受土壤是否灭菌和是否有大豆植株的影响 ,γ值与初始接种浓度负相关 ,与供、受体的生长速率正相关 .在未灭菌土中检测到 pLV1 0 1 6可转移到土著细菌 ,土著接合子分别属于根瘤菌属和假单胞菌属 .     

pH对土壤中土著快、慢生大豆根瘤菌结瘤的影响

1　引　　言土壤 ｐＨ对根瘤菌结瘤的影响一直是微生物学和微生物生态学研究的内容之一[4] .在对大豆根瘤菌的研究中 ,早期的研究主要集中于生长慢、产碱的大豆慢生根瘤菌 (Ｂｒａｄｙｒｈｉｚｏｂｉｕｍｊａｐｏｎｉｃｕｍ) [1,2 ] .1982年 ,Ｋｅｙｓｅｒ等[3] 报道了一类生长快、产酸的大豆根瘤菌 ,并命名为费氏中华根瘤菌 (Ｓｉｎｏｒｈｚｏｂｉｕｍ ｆｒｅｄｉ ｉ) .由于它们在生理特性方面存在着明显的差异 ,其结瘤能力以及环境的生物、物理和化学等因素对结瘤的影响一直受到广泛的重视 .本文研究了偏酸、偏碱的 ｐＨ对费氏中华根瘤菌…     

土壤中质粒pLV1016 在快生型大豆根瘤菌间的水平转移

在滤膜、液体培养基和土壤微宇宙3种系统中,研究了接合型质粒pLV1016 由快生型大豆根瘤菌(Rhizobiumfredii)QB1131 向R.frediilux Lux3的水平转移及pLV1016 由QB1131 向土著细菌的转移.接合培养1d后,分别计算供、受体菌的生长速率和质粒转移速率常数(γ).结果表明,相同接种浓度下,滤膜接合时γ值最高,土壤中γ值最低,γ值不受土壤是否灭菌和是否有大豆植株的影响,γ值与初始接种浓度负相关,与供、受体的生长速率正相关.在未灭菌土中检测到pLV1016 可转移到土著细菌,土著接合子分别属于根瘤菌属和假单胞菌属.     

快生型大豆根瘤菌在寄主细胞内的分化及存活性

在无菌条件下,用快生型大豆根瘤菌ZA₁、ZA₁:接种栽培大豆,从根系现瘤初期,中期,直至成熟期,发现由快生型大豆根瘤菌形成的根瘤含菌组织中,菌体形态分化不明显,随着瘤龄增长到一定时期,菌体的直径由0.5μm增至0.9μm,繁殖率亦随瘤龄的增长而增长。     

基模势对luxAB标记的快生型大豆根瘤菌在土壤中存活的影响

经接合转移将luxAB基因插入快生型大豆根瘤菌 (Rhizobiumfredii)染色体 ,取可高效结瘤固氮的R .frediilux3菌株用于分子生态学研究 .在不同基模势下 ,研究了lux3在土壤中的存活 ,基模势为 - 30和 - 750kPa时 ,lux3在灭菌土中的生存能力明显 (P<0 .0 5)高于未灭菌土 ,当基模势为 - 1 50 0kPa时 ,土壤是否灭菌对lux3的存活影响没有差异 .不同基模势对lux3活性影响显著 ,在 - 1 50 0kPa的未灭菌土中 ,随着饥饿时间延长 ,可恢复活性的细菌数量显著下降 .同时比较了测定微生物活性的 3种方法 (即生物发光、脱氢酶活性和微生物呼吸 ) ,发光值变化与活细胞密度变化一致 ,PLf值 (即潜在发光 ,Potentialluminescence)反映了可恢复活性的饥饿种群密度 .luxAB基因是一种比较简便而实用的标记     

三叶草素基因（tfx）在快生型大豆根瘤菌（Sinorhizobium fredii）H12— …

将含有三叶草素基因的重组质粒ｐＴ２ＴＦＸＫ和ｐＴ２１Ｘ３Ｋ以接合转移的方式导入快生型大豆根瘤菌Ｈ１２－２,转移接合子Ｈ１２－２（ｐＸＫ）能产生三叶草素并具有抑菌活性;Ｈ１２－２（ｐ３Ｋ）表现出对三叶草素的抗性。抑菌谱试验结果表明：８２％的供试快生型大豆根瘤菌株对三叶草素敏感;所有供试慢生型大豆根瘤菌则表现抗性。稳定性检测结果表明,在共生与人工培养条件下,导入的ｐＸＫ和ｐ３Ｋ质粒均可在宿主菌中稳定存     

导入三叶草素基因（tfx）的快生型大豆根瘤菌竞争结瘤能力的研究

以导入三叶草素基因（tfx）的快生型大豆根瘤菌H12－2（pXK）和H12－2（p3K）为供试菌株,以出发菌H12－2和8株对三叶草素敏感的快生型大豆根瘤菌混合群体为对照菌,分别在盆栽条件下进行竞争结瘤试验。结果表明,产素菌H12－2（pXK）在两个大豆品种上的占瘤率均高于不产素的重组菌H12－2（p3K）。以H12－2为对照菌时,H12－2（pXK）占瘤率比H12－2（p3K）高出22％～26％;以8株快生型大豆根瘤菌混合群体为对照菌时,可提高30％～34％。     

几类快生型根瘤菌质粒的研究

用一种重现性好而较简便的方法,对国内的紫云英、豌豆、三叶草、大豆等快生型根瘤菌及根癌农杆菌共40多号菌进行了质粒分离,所得质粒图谱具有一定的菌株特异性。每株菌有1—3个质粒,其中至少有一个大质粒或巨大质粒。用质粒消除法获得失去结瘤(或致癌)能力的变异株,均缺少一个大质粒。快生型根瘤菌的结瘤基因定位在大质粒或巨大质粒上。用接合法将Rpl：：Tn501等质粒转入根瘤菌中,能诱动根瘤菌的结瘤基因转移给失去结瘤能力的变异株,可表达功能,质粒图谱也发生变化,与供体或受体都不同。     

16S rDNA-RFLP分析新疆快生大豆根瘤菌的分类地位

采用１６Ｓ ｒＤＮＡ－ＲＦＬＰ技术,对自新疆土壤中捕捉的３４株快生大豆根瘤菌及相关已知种的模式菌株进行了比较分析。从酶切图谱类型和在结果表明,所有新分离的菌株与Ｓ．ｘｉｎｊｉａｎｇｅｎｓｉｓ的图谱类型基本一致,而与Ｓ．ｆｒｅｄｉｉ的图谱类型有明显差异,与Ｓ．ｍｅｌｉｌｏｔｉ,Ｓ．ｓａｈｅｌｉ,Ｓ．ｍｅｄｉｃａｅ,Ｓ．ｔｅｒａｎｇａ也不相同。３４株新分离的菌株全部与Ｓ．ｘｉｎｇｊｉａｎｇｅｎｓｉｓｉ     

三叶草素基因(tfx)在快生型大豆根瘤菌(Sinorhizobium fredii)H12-2中的表达与稳定性测定

将含有三叶草条基因的重组质粒pT2TFXK和pT2TX3K以接合转移的方式导入快生型大豆根瘤菌H12－2。转移接合子H12－2（pXK）能产三叶草素并具有抑菌活性;H12－2（P3K）表现出对三叶草素的抗性。抑菌谱试验结果表明：82％的供试快生型大豆根瘤菌菌株对三叶草素敏感;所有供试慢生型大豆根瘤菌则表现抗性。稳定性检测结果表明：在共生与人工培养条件下,导入的pXK和p3K质粒均可在宿主菌中稳定存在和表达。     

五株大豆根瘤菌噬菌体的普遍性转导

本文研究了5种烈性大豆根瘤菌噬菌体在大豆根瘤菌菌株间的普遍性转导。噬菌体psc和psx能在慢生大豆根瘤USDA110菌株间转导营养缺陷型标记和卡那霉素抗性标记。快生大豆根瘤菌MD3菌株间可通过噬菌体pfm转导营养缺陷标记和卡那霉素抗性标记。噬菌体pfc和pfx可在快生豇豆根瘤菌ANU240及其变种ANU265间转导抗性基因和定位于共生质粒（sym质粒）上的结瘤基因（common nod）。所有转导频率均在10-6~10-7之间。用紫外线处理噬菌体裂解液可以相应提高转导频率。     

超慢生型大豆根瘤菌的生理生化和共生特性的研究

超慢生型大豆根瘤菌(ESG,extra—slow-gfowing soybean rhizobium)是不同于大豆另两类共生体——慢生型大豆根瘤菌(Bradyhizobium,japonicum)和快生型大豆根瘤菌(Sin-orhizobium fredii)的新类群。它们在生长速率和生理学特性等方面均表现出较大的差异。根瘤类菌体的扫描结果表明,ESG的类菌体形态为杆状,与另外两群相近,但发现有“Y”形类菌体。ESG利用碳源范围较窄,抗生素自然耐受性比慢生型低,在柠檬酸盐培养基上不生长;代时超长,已测定的7个菌株代时为23．3-41．9h。细胞成分N,c分析结果表明,ESG在三个类群中N含量最高,C含量最低。温室盆栽试验证明ESG中大部分菌株的固氮酶活性和植株含氮量与生产用菌株相当。ESG菌株可以在绿豆上结瘤并有固氮酶活性。     

大豆快生根瘤菌SMH12效应蛋白NopP在共生固氮过程中的功能

【目的】研究Sinorhizobium fredii SMH12中的nopP在共生固氮过程中的功能,为深入解析根瘤菌效应蛋白的菌植互作机理提供线索,进而为大豆高效根瘤菌的遗传改良提供一定的科学依据。【方法】利用生物信息学分析nopP的结构特征,构建nopP缺失、过表达和互补菌株,并对其进行共生表型分析;通过qRT-PCR分析nopP在共生过程中的时空表达特征,测定在接野生型和突变体的冀豆17中NIN、ENOD40、PR1、PR2和PR5的表达量;采用激光共聚焦显微镜观察NopP的亚细胞定位。【结果】根瘤菌的NopP不包含任何已知功能域,与病原体的任何Avr效应物没有同源性。nopP缺失之后对冀豆17和中黄13的根瘤固氮酶活均有显著影响,在瘤数上对冀豆17有显著增加,表明nopP突变后促进其与冀豆17和中黄13的共生固氮。qRT-PCR显示,nopP在自生条件下少量表达,在共生条件下表达量显著升高,尤其在接菌2 d后表达量达到最高,显示该基因可能与根瘤菌早期侵染相关。此外,发现NopP在烟草叶片和大豆根中均定位于细胞膜和细胞核。接种突变体的冀豆17根中NIN的表达量升高1.2倍,PR5的表达量降低3.6倍。【结论】效应蛋白NopP在与大豆共生过程中,参与根瘤菌的早期侵染以及在根瘤菌与豆科宿主植物之间的免疫防御反应中发挥重要功能。     

旋扭山绿豆快生型根瘤菌高度抗碱及共生固氮

从旋扭山绿豆根瘤中分离得到快生型根瘤菌。该菌株的时/代为3．85h,高度抗碱,略耐盐;能利用供试的所有双糖和单糖,在BTB反应中培养基由乳黄色变黄色;不产生3-酮基乳糖,表明井非根癌农杆菌。快生型菌株抗原性比慢生型菌株强,共生效应的固氮酶活性比慢生型菌株差。     

海南快生根瘤菌I66的部分16S rRNA序列测定

与豆科植物共生固氮的根瘤菌目前有4个属、10个种.包括Rhizobium(6个种),Sinorhizobium(2个种),Azorhizobium(1个种)和Bradyrhizobium(1个种).其中多数是近年来采用现代分类技术分析后建立的,而且新的类群还在不断被发现.在以前的根瘤菌数值分类及DNA-DNA杂交研究中,我们确定了海南慢生型根瘤菌属于大豆慢生根瘤菌种(B.japonicum).而海南快生型根瘤菌的分类地位则较为分散.其中一些菌株属于已知各根瘤菌种,另有4株银合欢根瘤菌和13株来自不同寄主的菌株分别构成具有独立的分类地位的两个菌群(第2群和第4群)(待发表).为了进一步明确它们的分类地位,我们依据国际系统细菌学委员会根瘤菌分委员会的建议,利用Young等建立的聚合酶链反应(PCR)及测序技术,对第4群的代表菌株166的部分16SrRNA基因片段进行了扩增和测序.