紫云英根瘤菌109菌株氢酶诱导表达

根瘤菌自生培养物的吸收分子氢系统,不但可以在自养或异养的固体培养基上表达,而且也可以在异养的液相培养基中表达。其表达受碳水化合物、氧和分子氢浓度诸环境因子调节。诱导氢酶须用指数后期的培养物进行;所有试验过的可利用的碳水化合物均可阻抑氢酶表达;而20m mol/L的KNO_3和NH_4Cl对氢酶表达也有阻抑作用。正交组合试验指出紫云英根瘤菌的高吸氢活性是在40％N_2,14％H_2,4％O_2以及4.2％CO_2的气相条件下表达。Ar取代H_2后,无吸氢活性;氢酶表达后,移去H_2,则表达停止。氧浓度稍高阻抑氢酶表达;氯霉素的阻抑表达效应与氧阻抑类似。     

紫云英根瘤菌109菌株吸氢特性及碳底物的调节

紫云英根瘤菌109菌株完整细胞的吸氧活性,在空气气相中衰减快,加氢或降低温度,衰减延缓。完整细胞的吸氢反应受体,包括甲基蓝、氧、铁氰化钾、TTC、甲基紫精、Cyt C_3、硝酸钾、DCPIP和反丁烯二酸盐的表现不相同。当氧为受体时,气相氧浓度为5％,吸氢值最大,甲基蓝为受体时,吸氢活性高。另外,氧为受体的吸氢受到碳水化合物抑制,并与基础吸氧速率相关。紫云英根瘤菌的氢氧化与碳水化合物氧化竞争电子传递途径。     

环境因子对根瘤菌吸氢活性表达的影响

自生条件下,测定准噶尔盆地南部的68株根瘤菌吸氢活力,获得一株Hup~+的冬箭筈豌豆根瘤菌C_(48)。经与紫云英根瘤菌株109及89比较,两者氢酶表达的最适pH相同;温度分别以20或30℃为宜;Ni~(2+)显著促进吸氢表达,但C_(48)还受Co~(2+ )、Mg~(2+)、Cu~(2+)的促进;紫云英根瘤菌的氨酶表达受碳水化合物抑制较冬箭筈豌豆根瘤菌明显。此外,自生条件下生长的Hup—菌株,经与宿主共生后,Hup~+的百分率大为增加。     

紫云英根瘤菌109菌株氢酶的诱导表达——氧呼吸参与调节(英文)

异养生长的紫云英根瘤菌,其吸氢活性的表达在很大程度上取决于耗氧速率。30个诱导系统的统计和回归分析表明:菌体吸氢活性的表达与耗氧速率之间存在有负相关性。添加碳水化合物,可导致吸氢表达的抑制和推迟,同时引起细胞生长量和耗氧速率的增加。但抑制程度与细胞生长量之间并无明显相关性,而往往与耗氧速率增加相关,氢酶表达时间是在耗氧速率降低到较低水平的时刻。向指数期培养物中添加能量解联剂CCCP(carbonyl cyanide—m—chlorophenylhydrazone)和DNP(2,4—dinitrophenol),降低耗氧速率,氨酶表达可去阻抑。试验还表明:马铃薯汁对吸氢表达有明显的促进效果,可解除某些碳水化合物的阻抑,使某些表型为Hup~-的菌株转变为Hup~+。     

紫云英根瘤菌Hup°菌株吸氢与固氮

紫云英根瘤菌109菌株经NTG诱变后,选出1027,1247,1439,1675 4株菌株,其生长比野生型109菌株快,而其吸氢活性对碳底物不敏感或部分敏感,称为Hup°菌株。菌株1675和1439形成的根瘤其吸氢前的滞后时间缩短,表明内源抑制吸氢的效应缓解。经回接,1675菌株的Hup°性状较1439菌株稳定。由根瘤内分离回收的1675-1和1675-32两菌株,其共生体的吸氢与固氮活性均比菌株109高,其根瘤的耗氧量比109根瘤低,说明1675菌株有利于根瘤累积碳底物。     

紫云英根瘤菌及巴西固氮螺菌的氢酶表达特征

紫云英根瘤菌氢酶表达依赖于H_2并受碳底物和高O_2浓度的阻遏及cAMP的显著促进。整体细胞的吸氢活性对O_2不敏感,受碘乙酸(50mmol L~(-1))的强烈抑制。少数氧化还原电位为正值的人工电子受体可支持吸氢活性。与紫云英根瘤菌不同,巴西固氮螺菌氢酶表达并不依赖于H_2,受碳底物阻遏及cAMP促进的效应均不显著,而对O_2敏感。整体细胞吸氢活性受碘乙酸的抑制作用不明显。无论正、负值氧化还原电位人工电子受体均可支持吸氢活性。在经饥饿的静止细胞中,H_2可支持固氮活性并增强固氮酶对O_2的耐受能力。     

紫云英根瘤菌109菌株的氢氧化电子传递链

H_2还原减去O_2氧化的差示光谱显示424,522,552,560,603nm峰,鱼腾酮(反竞争性抑制),DBMIB,HQNO,抗霉素A,氰化钠和叠氮化钠(非竞争性抑制)明显抑制吸氢活性,表明细胞色素c,b和a分别参与氢氧化的电子传递。以Dixon作图来确定抑制剂在电子传递链中结合位点数目,鱼腾酮和DBMIB为单位点结合,HQNO和氰化物为双位点结合,HQNO所引起的部份抑制,可使对氰化钠敏感的结合位点消逝。鱼腾酮与HQNO同时存在时,其叠加或累积抑制效果表明,两种类型的细胞色素b参与氢氧化的电子传递,由H_2到O_2的电子传递于细胞色素b处分叉,对氰化物抑制敏感性也有所不同。     

旋扭山绿豆根瘤菌MXDI6菌株氢酶诱导表达

在自生异养条件下,旋扭山绿豆根瘤菌ＭＸＤＩ６菌株的氢酶诱导表达受气相、ｐＨ值、镍等因子影响：氢酶表达的最适氧浓度为４％,最适氢浓度为１５％,二氧化碳没有明显影响;氢酶表达的ｐＨ值以５．０—６．０为宜;０．５μｍｏｌ／ＬＮｉＣｌ２明显促进吸氢活性,但镍浓度大于１μｍｏｌ／Ｌ则抑制吸氢活性．     

含吸氢酶基因（hup）嵌合质粒的构建和吸氢酶活性在阴沟肠杆菌中的表达

以质粒ｐＲＫ４０４为载体亚克隆含大豆根瘤菌吸氢酶结构基因（ｈｕｐ）的片段,构建成嵌合质粒ｐＨＲ１１、ｐＨＲ４和ｐＨＲ１０。通过三亲本杂交将这些嵌合质粒导入无吸氢活性的Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒｓｐｈａｅｒｏｉｄｅｓ２４１菌株（Ｈｕｐ－）,均获得Ｈｕｐ＋的接合子。利用启动子检测质粒ｐＭＰ２２０证明,在ｈｕｐ对结构基因上游１．２ｋｂ内存在ｈｕｐ启动基因片段。以ｐＲＫ２０１３为助质粒可将ｐＨＲ１１导入Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｃｌｏａｃａｅ和Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａｏｘｙｔｏｃａ等土壤固氮菌株。本文以接合子Ｅ．ｃｌｏａｃａｅＥＨ１１１３为例,通过对基因组ＤＮＡＳｏｕｔｈｅｒｎ杂交分析证明,嵌合质粒ｐＨＲ１１在ＥＨ１１１３中稳定贮存和复制。Ｈ２诱导接合子ＥＨ１１１３吸氢酶活性高表达,吸氢活性与放氢活性比值约为对照的两倍。当以延胡索酸为电子受体时,吸氢酶的吸氢作用支持菌株固氮酶活性的提高。     

自生条件下根瘤菌的氢酶表达与固氮的联系

在自生条件下,研究了根瘤菌的氢酶与固氮酶的共轭表达(coexpression)。氢酶表达受碳源限制和氧耗速率的调节,并为固氮酶表达条件促进,在固氮酶放氢的诱导下而与固氮酶共轭表达。此外,观察到外源氢支持根瘤菌自生固氮的活性,氢支持效应被葡萄糖酸钠和氧抑制。     

含hup基因的质粒在催娩克氏杆菌中的稳定性及吸氢酶的表达

以质粒pKT230为栽体,亚克隆大豆根瘤菌吸氢酶结构基因(hupSL)片段,构建成嵌合质粒pKH1。将质粒分配系统基因(parDE)片段和吸氢酶结构基因(hup)片段插入载体质粒pRK415,构建成质粒pRKBH。质粒pKH1、pRKBH和载体pRK415经转化和三亲本杂交,得到DH5α/pHR11、DH5α/pRKBH、E1201/pKH1、NG13/pKH1(NGH999)、NG1390/pRK415、NG1390/pHR11、NG1390/pRKBH和NG1390/pKH1(NGH982)等接合子。稳定性分析发现,质粒pKH1在催娩克氏杆茵中传80代后仍有92％以上的菌株含此质粒,说明质粒pKH1有较高的稳定性。吸氢酶活性分析表明,H     

光合菌SDH2 hupT基因的突变与吸氢酶表达

利用三亲本杂交将自杀质粒ｐＳＥ８引入光合细菌Ｒｏｄｏｂａｃｔｅｒ ｓｐ．ＳＤＨ２０菌株,经过质粒上插入了ｋａｎ＾Ｒ基因的ｈｕｐＴ基因片段与受体基因组同源双交换,构建成ｈｕｐＴ插入突变株ＳＤＨＴ１和ＳＤＨＴ２。