根瘤菌的结瘤基因与结瘤因子

根瘤菌的结瘤基因与结瘤因子郭先武（华中农业大学农业部农业微生物重点实验室武汉４３００７０）根瘤菌侵染豆科植物形成根瘤,并合成ＮＨ３供植物利用,其自身也在植物环境中得以有效延续。这就是根瘤菌与宿主植物的共生关系。形成共生关系的基因分成三类［７］,一类是...     

根瘤菌结瘤基因研究的新进展

简要综述了目前根瘤菌结癌基因研究的3个热点方向,即结瘤因子、nodlD基因的调控和结瘤基因系统发育分析的新进展。结瘤因子的骨架核心是结瘤基因中的共同性基因nodABC表达的产物,宿主专一性基因则进行骨架结构的修饰,所形成的特异性结瘤因子是根瘤苗宿主范围的主要决定因素。结瘤调控基因nodD的作用方式与其存在的拷贝数目和产物NodD蛋白活性有关,同时NodD的敏感性还影响到根瘤菌的宿主范围。结瘤基因的系统发育揭示出根瘤菌宿主范围与共同性结瘤基因间比其它基荫的相关性更高。结瘤基因与豆科宿主之间存在一定的共进化关系。     

紫云英根瘤菌结瘤基因的定位研究

以根瘤菌nod ABC基因的结构同源性为依据,对紫云英根瘸菌结瘤基因(nod)进行了定位。结果表明,紫云英根瘤菌菌株7653R的nod基因同时存在于小质粒pR37653Ra和大质粒pRa7653Rb上;S52的nod基因位于小质粒pRa52a上;SR72的nod基因单拷贝位于小质粒pRa72a上,含有部分nod ABC基因的BamHI、HiadIII和Pstl酶切片段分别为22.4kb、11．9kb和2．2kb,EcoRl酶切片段为4．6kb和3．0kb;HR104的nod基因也是单拷贝,仅存在于小质粒PRal04a中,含有部分nod ABC基因的 BaraHI、EcoRL和Pstl酶切片段分别为 22．4kb、9．1kb和2．2kb。     

结瘤基因的表达调控

根瘤菌和豆科植物的共生体系一方面因为它的固氮效应在农业上有重要意义,另一方面因为它可以作为发育生物学的良好模型,所以得到了广泛的研究。通常情况下,一种根瘤菌只能在一种或几种豆科植物上结瘤;而一种豆科植物也只能接纳一种或几种根瘤菌。在根瘤菌方面,结瘤基因及其产物蛋白的活动是决定这种宿主特异性的主要因素。对于结瘤基因表达调控的深人认识将有助于实现人们梦寐以求的扩大根瘤菌宿主范围的愿望。通常所说的根瘤菌实际上包括四个属：（快生型）根瘤菌属（Anlzobium）、慢生型根瘤菌属（Bra41、rhico－bium）、固氮根瘤菌…     

与结瘤基因nodF的启动子相互重叠的启动子起始一个 …

在根瘤菌中,结瘤基因的表达以转录水平上复杂的调控。通过体外转录、引物延伸等一系列实验在豌豆根瘤菌中发现一个与结瘤基因ｎｏｄＦ的启动子相互重叠,但转录方向相反的启动子,该启动子特异起始一个新的ＲＮＡ分子－ｐｘ２的转录。Ｎｏｒｔｈｅｒｎ印迹确定ｐｘ２的长度为０．７２ｋｂ,并且证明ｐｘ２的转录是依赖于根瘤菌的与Ｅ．ｃｏｌｉσ＾７０同源的ｓｉｇｍａ因子。ｐｘ２的转录启始位点在体内、体外均相同,它坐落在结瘤     

苜蓿根瘤菌结瘤基因研究进展

苜蓿根瘤菌结瘤基因（ｎｏｄＡＢＣＤ１Ｄ２Ｄ３ＥＦＧＨＰＱ）存在于达３００～１０００Ｍｄ以上的巨大质粒上。ｎｏｄＤ基因（包括ｎｏｄＤ１和ｎｏｄＤ２基因）的产物与植物分泌的类黄酮进行特异结合,进而在转录水平调节其它ｎｏｄ基因的表达。ｎｏｄＡＢＣ、ｎｏｄＨ和ｎｏｄＱ基因编码的蛋白质控制ＮｏｄＲｍ因子的产生,从而决定宿主范围。其中,ｎｏｄＡＢＣ基因控制ＮｏｄＲｍ—１的产生,ｎｏｄＨ基因控制ＮｏｄＲｍ因子硫酸基团的转移,有硫酸基团的ＮｏｄＲｍ—１在苜蓿上表现有活力,没有硫酸基团的ＮｏｄＲｍ—２在野豌豆上有活力。     

双拷贝固氮结瘤基因的大豆根瘤菌R.fredii基因工程菌的耐…

用热处理消除了快生型大豆根瘤菌Ｒ．ｆｒｅｄｉｉＵＳＤＡ１９４的非共生质粒,获得了突变株Ｈｏ４,以Ｈｃ４为受体菌,以Ｅ．ｃｏｌｉＨＢ１０１Ｅｃ８３（ＰＬＡＦＲＩ．ｎｏｄｎｉｆ）为供体菌,Ｅ．ＣｏｌｉＰＲＫ２０１３为助体,进行三亲本杂交,得到双重ｎｏｄｎｉｆ基因拷贝的杂合子Ｈｃ４－８。用它们完成共生固氮结瘤试验,结果表明,在初花期Ｈｃ４的固氮酶活性比出发株ＵＳＤＡ１９搞７５．７％Ｈｃ４－８比ＵＳＤＡ１     

紫云英根瘤菌共同结瘤基因nodA和nodBC的核苷酸序列

以~(32)p标记的苜蓿根瘤菌(Rhizobium meliloti)2.3kb nod DNA作探针,从紫云英根瘤菌(Rhizobium huakuii即R. astragali)159基因文库中分离到一株能与探针DNA呈阳性反应的克隆pRaN109。同源DNA-DNA杂交及DNA序列分析表明:pRaN109DNA的9kb EcoRI片段上携带了nodD_1BC基因,pRaN109 NDA的18kb EcoRI片段上携带了nodD_2A基因。共同结瘤基因nodA与nodBC两者相距6.7kb。在nodA基因和nodBC基因的上游都存在有结瘤盒(nod box)。与来自不同种属的菌株所报告的结果相比较,紫云英根瘤菌159中的共同结瘤基因有着明显不同的组合。     

黄酮类物质在豆科植物结瘤固氮中的作用

介绍黄酮类物质对根瘤菌的趋化、结瘤基因的诱导、根瘤菌的生长、根瘤的发育和固氮的作用,以及黄酮类物质在豆科植物中的分布和分泌。     

紫云英根瘤菌基因文库的构建及含完整结瘤基因的重组质粒pRaZ15的分离

以紫云英根瘤菌菌株7653R为材料,制备总DNA,经EcoRⅠ限制酶部分酶解,通过10—50％蔗糖梯度离心,分离到20一30 kb的DNA片段。利用能在革兰氏阴性菌中转移和复制的广谱寄主载体——pLAFRl质粒,构建了紫云英根瘤菌基因文库。通过与苜蓿根瘤菌102l菌株中8．7kb的共同结瘤基因(作探针DNA)杂交,从基因文库中分离到紫云英根瘤菌共同结瘤基因片段。以紫云英根瘤菌不结瘤突变株7653R+1(7653R消除共生质粒)为受体、构建的7653R基因文库(E．Coli C600)为供体,通过协助转移质粒pRK2013(LE392)进行三亲交配,在含四环素的根瘤菌台成培养基(sM)上选择接合转移子。将得到的所有接台转移子混合在一起接种植物,通过植物结瘤试验,分离到含紫云英根瘤菌结瘤基因的重组质粒pRaz15。将该质粒用EcoRⅠ完全酶切,得到25kb左右的外源DNA片段,该片段携带完整的结瘤基因簇。     

根瘤菌竞争结瘤的研究进展

根瘤菌竞争结瘤的研究进展樊妙姬,马庆生（广西农业大学生物技术教研室,南宁５３０００５）根瘤菌剂接种豆科作物是一项普遍推广的农业技术。但由于土壤中含有固氮效率差别极大的土著根瘤菌群体,于扰和降低了接种根瘤菌的占瘤率,致使接种根瘤菌剂的增产效果不显著,［...     

结瘤因子的研究进展

结瘤因子是由根瘤菌产生的一类信号分子,它们在结瘤的起始阶段发挥着十分重要的作用。新近的研究结果证明结瘤因子大分子骨架上的不同侧链基团是决定细菌与宿主植物间相互识别的关键因素,根瘤菌细胞中一系列结瘤基因编码能够合成Lipo-chio-oligosaccharides(LCOs)的各种酶类,进而确定结瘤信号分子的特定结构。目前,一系列令人兴奋的实验结果表明：LCOs不仅可促进豆科作物的生物固氮作用,对一些非豆科作物的细胞分裂作用等同样具有刺激作用。对根瘤菌结瘤因子的研究显然有助于进一步了解细菌与植物的相互作用机理,并进而为农业生产为直接利益。本文在综述这方面的研究进展同时,还就瘤菌,豆科作用和结瘤信号分子之间的相互作用机理,以及根际促生细菌,水杨酸和结瘤信号分子之间的可能关系进行了理论分析。     

根瘤菌结瘤因子的研究进展

根瘤菌结瘤因子的研究进展靖元孝（华南师范大学生物系,广州５１０６３１）关键词根瘤菌结瘤因子Ｒｈｉｚｏｂｉｕｍ、Ｂｒａｄｙｒｈｉｚｏｂｉｕｍ和Ａｚｏｒｈｉ－ｚｏｂｉｕｍ三类细菌能侵染豆科植物并形成根瘤。在根瘤形成过程中,共生伙伴之间首先进行信号物质交换...     

苜蓿中华根瘤菌042B共同结瘤基因nodABC的克隆与序列分析

根瘤菌的ｎｏｄＡＢＣ和ｎｏｄＤ在结构和功能上保守,在不同的菌种之间能够互换［１］,是目前所有供试的豆科植物结瘤所必不可少的,称为共同结瘤基因。另一类是寄生专一性结瘤基因,如苜蓿中华根瘤菌（Ｓｉｎｏｒｈｉｚｏｂｉｕｍｍｅｌｉｌｏｔｉ）的ｎｏｄＰＱ等［２...     

紫云英根瘤菌结瘤因子的初步研究

最近的研究结果表明,豆科植物与根瘤菌的共生识别是一种双向的信号物质交换过程.首先是豆科植物的根或种子分泌类黄酮物质,诱导根瘤菌的结瘤基因(nod genes)产生结瘤因子(nod factors),分泌到胞外,为植物所接受,从而引发植物某些基因表达,细胞分化,细胞壁形成,最终导致根毛变形等一系列变化.已经测定了几种苜蓿根瘤菌(Rhizobium meliloti)和豌豆根瘤菌(R.leguminosarum bv.viciae)结瘤因子的分子结构式,它们均属于寡糖胺类物质,在没有根瘤菌存在的条件下,结瘤因子能独立地促使根毛发生变形,这是检测结瘤因子是否存在的重要手段,即根毛变形试验(Root hairdeformation assay,简称Had试验).高浓度的结瘤因子甚至能诱导植物产生空瘤,其组织结构与典型的根瘤相同.     

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