katG基因在豌豆根瘤菌抗氧化中的功能

摘要:【目的】细菌中过氧化物/过氧化氢酶KatG参与活性氧(ROS)的解毒过程,从而防止其对细菌生长伤害,本文研究根瘤菌中katG基因的抗氧化功能对豌豆根瘤菌3841生长及共生固氮的影响。【方法】通过基因敲除、遗传互补和对菌株的抗氧化和共生能力分析,系统地探究了根瘤菌中katG基因的功能。【结果】katG基因突变不影响菌株在自生培养条件下生长状况,但H2O2短时间处理导致突变株的存活率显著下降。实时荧光定量RT-PCR结果显示,H2O2不能诱导豌豆根瘤菌3841katG基因的表达。进一步研究发现突变体中katG基因缺失能显著提高抗氧化基因ohrB的表达,而降低grxC基因的表达。植物盆栽实验发现,katG突变虽然对根瘤菌共生固氮能力和竞争结瘤能力均无影响,但katG在类菌体中表达显著下调。同时,katG突变显著影响了根瘤菌在植物根圈中的定殖能力。【结论】研究表明katG虽对豌豆根瘤菌自生和共生固氮无明显影响,但在抗氧化和根圈定殖中起重要作用,外源H2O2对katG的表达无诱导作用,但katG调节ohrB和grxC等抗氧化基因的表达,从而在抗氧化和共生中发挥作用。     

细菌抗氧化系统-oxyR调节子研究进展

细菌抗氧化系统是细菌抵抗呼吸作用及环境因素导致的氧化损伤的一套防卫系统.oxyR调节子是最早发现的具有抗氧化作用的系统之一,由OxyR调节蛋白的编码基因oxyR及其调控的基因和操纵子所构成.oxyR调节子参与了细菌的抗氧化作用、抑制自发突变、致病性、铁代谢及外膜蛋白相变等多种生理代谢作用,这些发现促进了该调节子在细菌耐药性以及致突变物质筛查等方面的研究应用.作者主要从细菌oxyR调节子的结构组成、参与的生理代谢作用、OxyR调控转录的分子机制及影响因素等方面结合最新研究成果展开了介绍,以期对开展细菌抗药性研究及致突变物质的筛查等提供参考.     

新疆南疆MTB临床分离株异烟肼耐药情况及耐药相关基因的突变研究

目的:探索新疆南疆部分地区维吾尔族结核病人群中分离到的结核分枝杆菌基因组中的katG、inhA、kasA、ahpC基因突变与耐异烟肼的关联,揭示新疆肺结核病高患病率、高死亡率的可能原因.方法:收集新疆南疆部分地区维吾尔族结核病患者痰液标本,对MTB进行分离培养后,应用比例法检测其对异烟肼耐药性,运用PCR技术对所分离菌株的上述基因相关片段扩增并进行测序及序列分析.结果:筛选出实验菌株99株,其中敏感株63株,耐异烟肼菌株36株,耐药率为36.4%.耐药株中katG基因突变率为63.9%,315位点突变,突变类型AGC→ACC(Ser→Thr)、AGC→AAC(Ser→Asn);inhA基因突变率为47.2%,有缺失、同义突变和错义突变;kasA基因突变率为41.7%,突变类型为缺失和错义突变;ahpC基因突变率为8.3%,属于错义突变.结论:新疆南疆结核病高患病率、高死亡率的可能原因之一是结核分枝杆菌对INH产生了耐药,结核分枝杆菌对INH耐药机制可能与耐药菌株基因组内katG、inhA、kasA和ahpC基因发生了突变有关.     

肠出血性大肠杆菌毒力相关基因突变株的构建

目的:利用Red重组系统敲除肠出血性大肠杆菌O157∶H7的毒力基因espA、espB、espD,构建3株突变株。方法:以肠出血性大肠杆菌O157∶H7为模板,PCR扩增基因两翼的同源序列;将PCR产物插入pEASY-T1载体并测序,将测序正确的上、下游同源序列分步酶切,构建于pUC19-kan质粒上,经PCR获得两端同源序列中间嵌合卡那霉素抗性基因标记的线性片段,利用质粒pKD46介导的重组技术,敲除espA、espB、espD基因,之后转入pCP20质粒以去除抗性标记,最后测定突变株及野生菌株的生长曲线。结果:敲除了肠出血性大肠杆菌O157∶H7的毒力基因espA、es pB、espD,获得3株突变株,突变株与野生株的生长曲线相近。结论:为进一步研究espA、espB、espD基因在肠出血性大肠杆菌O157∶H7致病过程中的作用奠定了基础。     

山黧豆根系对H2O2诱导氧化胁迫的生理应答

以水培7d苗龄的山黧豆幼苗为材料,向水培溶液中施加不同浓度H2O2处理山黧豆幼苗24h,分析山黧豆根系受氧化胁迫的程度与抗氧化系统的应答特征,以揭示山黧豆对氧化胁迫的耐受机制。结果显示:(1)随外源H2O2处理浓度的不断增加,山黧豆幼苗侧根的数目无显著变化,而其根的鲜重则显著降低。(2)同时,根系组织的内源H2O2染色范围和程度显著增高,但根尖区域始终保持较低水平的H2O2;相反,O-·2染色范围和程度明显减少,根尖区域却始终保持较高水平的O-·2。(3)同期根系抗坏血酸(ASC)含量及过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)与抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性均表现出了先升高后降低的趋势,而超氧化物歧化酶(SOD)一直表现为持续上升的趋势。研究表明,在外源H2O2胁迫条件下,山黧豆根系O-·2的积累可能与其生长和活力呈正相关,而根系H2O2的积累则与其受氧化胁迫程度呈正相关;低浓度的H2O2处理可以提高山黧豆抗氧化系统对体内活性氧的清除能力。     

肠出血性大肠杆菌Ⅲ型分泌系统ATP水解酶escN基因突变株的构建

目的:利用λ噬菌体的Red重组系统敲除肠出血性大肠杆菌O157∶H7的Ⅲ型分泌系统ATP水解酶Esc N,构建大肠杆菌esc N基因缺失突变株。方法:以O157∶H7为模板,PCR扩增目的基因两侧的同源臂序列,分别酶切连接于p UC19-kan质粒上,PCR获得中间嵌合卡那霉素抗性基因(带有FRT位点)的同源线性片段,利用质粒p KD46和p CP20介导的重组技术敲除esc N基因,并去除抗性标记;PCR及测序验证目的基因缺失后,测定缺失株及野生菌株的生长曲线。结果:敲除了肠出血性大肠杆菌O157∶H7的esc N基因,突变株与野生株的生长曲线相近。结论:构建了Ⅲ型分泌系统缺陷菌株,为进一步研究Ⅲ型分泌系统因子在肠出血性大肠杆菌致病过程中的作用奠定了基础。     

ompC突变造成大肠杆菌在碱性条件下对渗透压敏感

大肠杆菌DH42突变株碱性条件下对高渗透压敏感。采用mini-Tn5转座突变质粒,同源重组构建突变菌株和DNA片段亚克隆等技术确定了造成大肠杆菌DH42在碱性条件下,对高渗透压敏感的原因是ompC基因突变。通过P1转导,构建了大肠杆菌D9（W3110 ompC：：kan）菌株。比较D9菌株和DH42菌株在不同pH和不同盐浓度条件下的生长,发现大肠杆菌ompC基因是大肠杆菌在碱性条件下应对高渗透压环境胁迫的必须基因。     

活性氧在外源乙烯诱导内源乙烯产生过程中的作用

外源乙烯在一定的条件下明显抑制了超氧化物歧化酶（SOD)和过氧化氢酶（CAT）的活性,提高了超氧化物阴离子自由基和过氧化氢（H2O2）的产率,从而有效地诱导了内源乙烯产生的增加;外源和H2O2对乙烯产生的促进作用及外源活性氧清除剂对乙烯产生的抑制作用也为此提供了证明。乙烯对植物生理过程的调节机制之一就是通过影响活性氧清除酶活性,从而调节各种活性氧在体内的平衡。     

外源NO供体对小麦离体叶片过氧化氢代谢的影响

分析了外源一氧化氮 (nitricoxide ,NO)供体硝普钠 (sodiumnitroprusside ,SNP)对离体小麦 (TriticumaestivumL .)叶片过氧化氢 (H2 O2 )含量及其清除酶活力的调节作用。不同浓度的SNP (1mmol/L和 5mmol/L)处理 3 0min内 ,离体小麦叶片H2 O2 含量均有一个显著上升的过程 ,同时过氧化物酶 (POD)活力受到显著抑制 ,而过氧化氢酶 (CAT)活力则轻微下降 ;处理 3 0min到 2 4 0min时 ,POD活力的抑制状态基本维持不变 ,而CAT活力开始恢复上升 ,H2 O2 含量也相应地开始下降。粗酶液的体外实验也表明 ,SNP对POD和CAT的抑制类型不同 ,前者可能是不可逆抑制 ,后者则可能是可逆抑制。因此NO可通过对POD和CAT的不同抑制作用来调节小麦叶片内源H2 O2 含量     

外源NO供体对小麦离体叶片过氧化氢代谢的影响

分析了外源一氧化氮（nitric oxide ,NO）供体硝普钠（sodium nitroprusside,SNP）对离体小麦（Triticum aestivumL.）叶片过氧化氢（H2O2）含量及其清除酶活力的调节作用。不同浓度的SNP (1 mmol/L和5 mmol/L) 处理30 min内, 离体小麦叶片H2O2含量均有一个显著上升的过程, 同时过氧化物酶（POD） 活力受到显著抑制,而过氧化氢酶（CAT）活力则轻微下降;处理30 min到240 min时,POD活力的抑制状态基本维持不变,而CAT 活力开始恢复上升, H2O2含量也相应地开始下降。粗酶液的体外实验也表明,SNP对POD和CAT的抑制类型不同,前者可能是不可逆抑制,后者则可能是可逆抑制。因此NO可通过对POD和CAT的不同抑制作用来调节小麦叶片内源H2O2含量。