细菌群体感应信号分子——酰基高丝氨酸内酯的检测

革兰氏阴性菌根据信号分子N-酰基高丝氨酸内酯(AHLs)的浓度可以监测周围环境中自身或其他细菌的数量变化,当信号分子达到一定浓度阈值时,能启动相关基因的表达来适应环境的变化,这一调控系统被称为细菌的群体感应(quorumsensing,QS)系统。快速简便而有效地检测细菌是否以及产生何种信号分子成为深入研究和了解细菌群体感应的重要手段。现对信号分子AHLs敏感的用于检测不同的信号分子AHLs的微生物传感菌进行综述,并对其检测能力进行了讨论。     

环境因素对细菌群体感应的影响

一种海洋费氏弧菌(Vibrio fischeri)的发光现象在20世纪60年代引起了科学家的兴趣,Nealson等在1970年首次报道了该菌的菌体密度与发光呈正相关,该发光现象受细菌本身的群体感应调节系统所控制[1]。尽管细菌是单细胞原核生物,但是越来越多的研究发现细菌在自然环境中常常表现出多细胞的群体行为。细菌利用自诱导物进行相互交流并调控其群体行为的现象被称为群体感应(Quorum sensing,QS)[2],这个概念最早由Fuqua等     

细菌群体感应信号分子N-酰基高丝氨酸内酯的检测

群体感应是细菌生长到一定密度时相互感应,并进行基因表达及调控产生的独特、多样的群体行为现象。N-酰基高丝氨酸内酯(AHL)类化合物是革兰阴性菌群体感应中最重要的一类信号分子,调控许多生理特性基因的表达。快速、简便、有效地检测细菌能否产生AHL或产生何种信号分子,成为深入研究和了解细菌群体感应的重要手段。我们就细菌群体感应信号分子AHL检测的基本原理和方法及国内外研究进展进行了总结。     

根瘤菌群体感应系统研究进展*

群体感应是指细菌中依赖于细胞密度的基因表达调控过程,参与这种调节的系统被称为群体感应系统。N-酰基高丝氨酸内酯是大多数革兰氏阴性细菌群体感应系统的信号分子。这种系统调节细菌各种生理学反应和某些特定功能。在根瘤菌与宿主豆科植物成功建立共生关系的过程中,起着重要作用。详细的综述了根瘤菌中已发现的群体感应系统,并阐述了这种系统的调节功能和对实际应用的指导意义。     

细菌中群体感应调节系统

细菌根据特定信号分子的浓度可以监测周围环境中自身或其它细菌的数量变化,当信号达到一定的浓度阈值时,能启动菌体中相关基因的表达来适应环境中的变化,这一调控系统被称为细菌的群体感应调节系统(QuorumSensing系统)。本文系统介绍了细菌感知种内与种间数量的群体感应调节系统,并阐述了植物针对病原菌这一信号系统的抗病策略。     

细菌群体感应及其信号分子介导的植物-细菌跨界信息交流

细菌利用群体感应(Quorum sensing,QS)系统进行细胞间的通讯联系,进而参与调控细菌多种生物学功能。近年的研究表明,细菌QS信号分子也可以被细菌的真核植物宿主感应,从而介导植物-细菌的跨界信息交流。本文综述细菌QS及其介导的植物-细菌信息交流的最新研究进展,以期为通过操纵细菌QS达到提高植物病害防治效果提供理论基础和指导。     

群体感应信号分子及其抑制剂快速检测方法的建立

细菌能自发产生、释放一些特定的信号分子,并能感知其浓度变化,调节微生物的群体行为,这一调控系统称为群体感应。细菌群体感应参与包括人类、动植物病原菌致病力在内的多种生物学功能的调节,群体感应抑制剂成为抗感染药物开发的靶点。利用紫色色杆菌(Chromobacterium violaceum)和根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)作为指示菌,建立检测高丝氨酸内酯(AHLs)及其抑制剂的简便方法。结果表明,通过平板交叉划线接种,使用指示菌能够有效地检测AHLs,并且通过薄层层析(TLC)与细菌生物感应器相结合的方法可以快速、方便地鉴定AHLs的种类;通过双层平板法观察指示菌色素产生情况,能够有效地检测群体感应信号分子AHLs抑制剂,且该方法简单易行。     

凡纳滨对虾源不动杆菌群体感应信号分子分离鉴定及其调控

【目的】鉴定凡纳滨对虾源不动杆菌(Acinetobacter spp.M1)分泌的N-酰基高丝氨酸内酯(AHLs)类型,探究细菌生长阶段及环境因素对其分泌信号分子的影响。【方法】报告菌株平板法检测M1的AHLs的活性;采用报告平板与薄层层析(TLC)相结合法对M1分泌的AHLs类型进行鉴定。【结果】菌株M1分泌N-3-氧代-己酰基-高丝氨酸内酯和N-3-氧代-辛酰基-高丝氨酸内酯两种信号分子。在适宜条件下AHLs活性随着培养时间的延长先升高后降低,在对数末期(30 h)达到最大。弱酸和弱碱环境能够降低M1分泌AHLs的能力,p H 7.0是M1分泌AHLs的最适p H。较高浓度的Na Cl促进了个体M1分泌AHLs的能力,但是Na Cl浓度对M1总体分泌AHLs没有显著的影响。菌株M1分泌AHLs的最佳温度为30°C,温度过高或过低都会影响其分泌。【结论】菌株M1主要产生N-3-氧代-己酰基-高丝氨酸内酯和N-3-氧代-辛酰基-高丝氨酸内酯两种类型信号分子。M1的QS系统受菌体密度和环境因素的双重调控。     

土壤中群体感应淬灭细菌的原位分离与筛选

【背景】许多革兰氏阴性细菌通常以N-酰基高丝氨酸内酯(N-acylhomoserine lactones,AHLs)作为群体感应主要的信号分子。【目的】从土壤中筛选和鉴定新型群体感应淬灭细菌。【方法】通过"垫圈法"从土壤中原位培养分离细菌,采用琼脂条法、报告菌平板法及β-半乳糖苷酶活性测定筛选群体感应淬灭细菌,根据16S rRNA基因序列同源性分析确定菌株系统发育地位。【结果】从不同地区土样中原位培养共分离获得细菌502株。以根癌土壤杆菌Agrobacterium tumefaciens NTL4 (pZLR4)作为报告菌,最终得到11株具有较强降解AHLs能力的细菌,包括假单胞菌5株、不动杆菌4株、变形杆菌和莱茵海默氏菌各1株。大部分细菌可完全降解N-3-羰基十二酰基高丝氨酸内酯(3OC12-HSL),部分细菌对N-(3-氧代己酰)高丝氨酸内酯(3OC6-HSL)和N-3-氧代辛酰高丝氨酸内酯(3OC8-HSL)具有一定降解活性。【结论】Proteus和Rheinheimera可降解AHLs,为今后防治依赖群体感应的植物细菌病害提供新型生防资源。     

植物伴生细菌数量应答系统的研究进展*

N-酰基高丝氨酸内酯(AHLs)作为信号分子介导的细菌数量应答系统参与许多生物学功能的调节,当侵染动植物寄主组织的病原菌繁殖到一定量时,细菌本身产生的AHLs积累到临界浓度,AHLs与胞内特异受体结合,启动致病因子的表达。利用AIRs降解酶和AHLs类似物的特性,干扰和破坏病原菌的AHLs数量应答系统,将为利用现代生物技术防治细菌病害开辟了一条全新的途径。     

细菌信号分子N-酰基高丝氨酸内酯调控植物抗性的研究进展

自然界中植物与细菌长期共存,共同进化,二者之间形成由不同信号分子介导的复杂的相互作用网络。N-酰基高丝氨酸内酯（AHLs）是革兰氏阴性细菌胞间通讯的信号分子,可被植物感知,并能调控植物多种生理行为,包括植物的天然免疫、生长发育、耐逆性等。本文综述近年来的相关研究进展,有助于全面了解植物与细菌间的信息交流机制,并对农业生产提供理论指导。     

防卫基因PAL,LOX和PBZ1在水稻白叶枯病成株抗性中的作用(英文)

为了探讨水稻白叶枯病成株抗性是否与防卫基因相关 ,通过RT PCR研究了几种防卫基因PAL、LOX、PBZ1、Cht 1和PR1a的表达 ,同时也分析了PAL和LOX的酶活性变化 .结果表明 ,苗期PAL受病原菌诱导上调表达 ,而成株期病原菌和伤害均可诱导PAL上调表达 ,且成株期诱导表达强于苗期 .LOX在苗期和成株期都可受病原菌诱导表达 ,但成株期表达强于苗期且更持久 .PBZ1在苗期和成株期均受病原菌和伤害诱导表达 ,但成株期表达较苗期早且更强 .PR1a和Cht1没检测到期望的扩增片段 .PAL和LOX的酶活性分析结果与基因表达分析结果一致 .因此 ,PAL、LOX和PBZ1在苗期和成株期的表达差异可能与水稻白叶枯病成株抗性相关 .     

BWMK1 Responds to Multiple Environmental Stresses and Plant Hormones

Many plant mltogen-actlvated protein klnases （MAPKs） play an important role In regulating responses to both ablotlc and biotic stresses. The first reported rice MAPK gene BWMK1 Is Induced by both rice blast （Magnaporthe grisea） Infection and mechanical wounding. For further analysis of Its response to other environmental cues and plant hormones, such as jasmonlc acid （JA）, salicylic acid （SA）, and benzothladlazole （BTH）, the promoter of BWMKf was fused with the coding region of the β-glucuronldase （GUS） reporter gene. Two promoter-GUS constructs with a 1.0- and 2.5-kb promoter fragment, respectively, were generated and transformed into the Japonica rice cultIvars TP309 and Zhonghua 11. Expression of GUS was Induced in the transgenic lines by cold, drought, dark, and JA. However, light, SA, and BTH treatments suppressed GUS expression. These results demonstrate that BWMK1 Is responsive to multiple ablotlc stresses and plant hormones and may play a role In cross-talk between different signaling pathways.     

富营养化水中植物根系细菌生理类群比较研究

用单一碳源培养结合ERIC-PCR的方法,比较研究了不同程度富营养水中鸭跖草根系细菌数量和组成的变化。结果显示,在8种单一碳源培养基平板上,不同程度富营养水中鸭跖草根系的细菌数量均明显高于对照,其中重度富营养水和轻度富营养水鸭跖草根系细菌的优势菌群分别为利用淀粉碳源的细菌类群和利用山梨醇碳源的细菌类群。ERIC-PCR指纹图谱分析进一步显示,不同程度富营养水中鸭跖草根系样品在相同单一碳源培养基上回收菌群的ERIC-PCR图谱明显不同,表现为条带的数目、位置和亮度的变化,表明其同一生理类群但菌群的组成却各不相同。综合以上结果,可以初步判断不同程度富营养水中鸭跖草根系的细菌生理类群无论在数量或是结构组成上均明显不同。     

细菌双杂交系统的应用和改进

细菌双杂交系统是新近建立的一种研究蛋白质间相互作用的方法。应用细菌双杂交系统可以研究环境因子对固氮调节蛋白NifL和NifA相互作用的影响。但实验结果中发现有假阳性的干扰。对照组大肠杆菌DHP1（cya^-）菌株,只含有产生T18－NifL或T25-NifL一种融合蛋白的质粒,也可导致菌株β－半乳糖苷酶活性的上升或生长在MacConkey/麦芽糖平板上菌落呈浅红色的假阳性结果。改用薄层层析法检测菌体抽出液中特异性的钙调蛋白依赖型腺苷酸环化酶活性,结果显示这一改进可排除细菌双杂交系统中可能出现的假阳性。     

水稻抗白叶枯病基因及其应用研究进展

由黄单胞菌水稻变种Xanthomonas oryzae pv.Oryzae（Xoo）引起的白叶枯病是水稻重要病害之一。目前,已有37个水稻白叶枯抗性基因被鉴定并报道,其中28个被定位到染色体上,7个被克隆。本文简要综述了水稻白叶枯抗性基因的鉴定、定位和克隆的进展,并讨论了合理利用抗性基因防治白叶枯病的前景。     

抗植物细菌病害基因工程的研究进展

综述了利用基因工程技术提高植物抵抗细菌病害能力的研究进展。植物抗细菌病害基因工程的方法包括：阻断病原细菌的致病途径,强化植物抗病反应及其信号转导途径,导入植物防御基因,导入非植物源抗菌蛋白的编码基因,利用细胞调亡反应控制病害的发生。随着基因组学和功能基因组学的发展,和对植物与病原细菌之间相互作用更深入的了解,植物抗细菌病害基因工程所面临的问题会逐步得到解决,因此利用植物基因工程技术培育抗病品种将具有广阔的应用前景。     

水稻抗白叶枯病基因Xa4位点跨叠BAC克隆群的构建

水稻白叶枯病抗性基因Xa4已被定位于第11染色体长臂末端的分子标记VG181和L1044之间,并与抗性基因同源序列片段RS13共分离。利用这3个标记筛选IRBB56的BAC文库,共得到128个阳性BAC克隆,其中RS13获得18个阳性克隆,这18个克隆中有4个和6个我隆分别同时为G181和L1044的阳性克隆,选其中的12克隆进行分析,构建了一个从G181到L1044区间的BAC跨叠克隆,全长420kb,并且56M22、106P13和104B153个BAC克隆可覆盖整个跨叠克隆群。这一研究结果为进一步分离Xa4基因打下基础。     

Bacterial resistance to antimicrobial peptides

Antimicrobial peptides (AMPs) or host defense peptides (HDPs) are vital components of human innate defense system targeting human‐related bacteria. Many bacteria have various mechanisms interfering with AMP activity, causing resistance to AMPs. Since AMPs are considered as potential novel antimicrobial drugs, understanding the mechanisms of bacterial resistance to direct killing of AMPs is of great significance. In this review, a comparative overview of bacterial strategies for resistance to direct killing of various AMPs is presented. Such strategies include bacterial cell envelope modification, AMP degradation, sequestration, expelling, and capsule.     

植物抗细菌病害基因工程研究进展和展望

综述了利用基因工程提高植物对细菌病害抗性的各种方法,包括利用非植物抗菌蛋白,抑制细菌的致病或毒性因子,增强植物本身的抗病能力和人工诱导侵染点细胞程序化坏死。这些方法的成功都与抗菌化合物的作用机制及植物和病原细菌之间的相互作用的分子生物学的研究密切相关,还展望了这些方法的应用前景。