导入dctABD和nifA基因对费氏中华根瘤菌共生固氮的影响研究

以pTR102为载体构建重组质粒pHN307,其上克隆有来自昔蓿中华根瘤菌（Sinorthizobium meliloti）的四碳二羧酸转移酶基因dctABD、来自肺炎克氏杆菌(Klebsiella pneumoniae）的nifA基因和来自pDB30所含的发光酶基因lux-AB。经三亲本接合转移,将pHN307导入费氏中华根瘤菌（S.fredii)NH01、YC4和GR3,并考察了转移接合子中pHN307在传代培养和共生条件下的稳定性。与出发菌相比较的植物盆栽试验结果表明,在与大豆黑农33共生时,导入pHN307后的转移接合子均可显著提高结瘤植株的瘤重、地上部分干重和地上部分总氮量。在与大豆川早一号共生时,转移接合子HN01（pHN307）可显著提高结瘤植株的瘤数和瘤重;GR3（pHN307）可显著提高结瘤植株的瘤数、瘤重、地上部分干重和地上部分总氮量;导入pHN307的YC4却呈现出负作用。本研究表明,导入dctABD可提高固氮效率     

导入dctABD和parCBA／DE基因提高大豆慢生根瘤菌固氮效率和稳定性的研究

以pLAFR3为载体构建重组质粒pHN207,携带有来自苜蓿根瘤菌（Sinorhizobium meliloti）的四碳二羧酸转移酶基因dctABD、来自pTR102的parCBA／DE基因和标记发光酶基因luxAB。利用2亲本杂交法,将重组质粒pHN207导入大豆慢生根瘤菌（Bradyrhizobium japonicum）TA11和CB1809,分别考察了转移接合子中外源重组质粒在人工培养条件和共生条件下的稳定性,结果表明par基因的引入明显提高pLAFR3在TA11和CB1809中的稳定性。dctABD基因可显著提高TA11和CB1809在大豆黑龙33、宁镇一号和渝豆一号上的共生固氮能力,使结瘤植物的地上部分干重（生物量）和总氮量等指标较对照组有显著提高。     

应用发光酶基因对快生型大豆根瘤菌HN01结瘤作用进行检测

含发光酶基因luxAB的Tn5转座子自杀质粒pHNC3,在辅助质粒pRK2013的帮助下,转入快生型大豆根瘤菌HN01中小,pHNC3经自杀重组,其Tn5－luxAB转座插入HN01基因组中,从而赋予HN01以发光活性。挑取具有发光活性的HN01杂交单菌落,进行质粒快检和以luxAB为探针的分子杂交,选取Tn5-luxAB分别插入到HN01染色体上和不同质粒上的标记菌株,进行灭菌盆栽实验,并对一株Tn5-luxAB标记于染色体上的菌株HN01LC02进行了模拟大豆栽培条件下的有菌盆栽实验,包括对发光根瘤菌占瘤率的测定和发光根瘤在根系上分布情况的测定。     

提高大豆根瘤菌质粒稳定性的研究

以发光酶基因luxAB作为报告基因,将广谱稳定性质 粒pTR102的parCBA/DE基因导入含37kb增效片段的pLARF3并去除该质粒的cos序列,构建成重组质粒pHN115和pHN156。同时,构建只带有cos序列和luxAB的参比质粒pHN157和pHN158。将上述4种质粒通过三亲本杂交分别导入费氏中华根瘤菌(Sinorhizobiu m fredii) HN01,将pHN155和pHN158通过两亲本杂交分别导入大豆慢生根瘤菌(Bradyrhizobium japonicum)TA11,在人工继代培养条件下比较测定其质粒保持率。结果表明;经连续转接培养7次后,pHN155、pHN156、pHN157和pHN158在HN01中的质粒保持率分 别为100%、67%、72%和92% 。连续转接培养4次后,pHN155和pHN158在TA11中的质粒保持率分别为98%和92%。说明parCBA/DE基因能显著提高质粒在快、慢生型大豆根瘤菌中的遗传稳定性,cos序列的去除也有一定的作用。     

重组质粒pHN32对花生根瘤菌固氮的影响

通过三亲本杂交将大豆根瘤菌高效基因工程菌株HN32所携带的增效重组质粒pHN32引入一株快生型花生根瘤菌菌株85-7和另一株慢生型花生根瘤菌菌株co2-5中。花生盆栽结瘤试验结果统计分析表明:p的HN32载体质粒pLAFR1对根瘤菌85-7和co2-5的固氮功能没有影响;pHN32对85-7固氮影响不论在植株干重方面还是在固氮酶活方面统计学上都不显著;而对co2-5则植株干重提高了25.7％,存在极显著差异,固氮酶活尽管提高了51.8％,但统计学上不显著。根瘤中分离的Tc~r根瘤co2-5(pHN32)中的pHN32EcoR1酶切分析表明:pHN32没有发生结构上的变化且固氮增强作用可能由3.7kb外源片段引起。     

费氏中华根瘤菌腺嘌呤缺陷突变株的构建与筛选

构建出费氏中华根瘤菌嘌呤合成酶基因purL的基因置换载体pHN701,purL内部NotⅠXhoⅠ片段被luxAB基因取代,造成正常基因的破坏。用该载体对野生型费氏中华根瘤菌HH103进行purL的基因置换,筛选到腺嘌呤缺陷型突变株P825。波动实验和连续转接试验结果表明该突变菌株表型十分稳定。purL表达载体pBBRPG在P825中可恢复其在基本培养基上的生长情况,证明突变株确实为purL单基因破坏。盆栽结瘤实验结果表明,该突变株只能侵染大豆根系形成不固氮的根瘤。     

费氏中华根瘤菌HN01DL在大豆根圈能定殖动态与结瘤研究

以发光酶基因luxAB为标记,在根盒缩影条件下研究了费氏中华根瘤菌HN01DL在大豆根圈的定殖动态、分布范围及其结瘤情况．结果表明,HN01DL在根盒．灭菌土壤和非灭菌土壤缩影中的大豆全根系定殖动态与水平明显不同,前者在第12d时达到最高定殖密度(8．65log cfu·g^-1),而后者的早期定殖数量下降较快,且于第15d时达到最高定殖密度(6．88log cfu·g^-1)．HN01DL在大豆播种5d后在大豆根部的A(0～4cm)区根段上达到最高定殖密度(7．05log cfu·g^-1),然后开始缓慢下降,至第19d时仍维持相对稳定,在第33d时又开始回升．至播种后第46d时HN01DL可散布至种子下方16cm处的根段部位．HN01DL在A区根段的定殖密度持续较高,所形成的发光根瘤总数(16．3个)及发光比例(68．8％)最高,且发光根瘤主要集中于该区段主根上．发光根瘤比例沿A-E区段逐渐下降,在E区段未检测到发光根瘤．     

利用发光酶基因监测根瘤菌重组质粒的转移性

经三亲本杂交,比较测定了重组大豆根瘤菌HN01DNL和TA11DNL中所含重组质粒pHN307在人工滤膜和灭菌土壤杂交条件下、向华癸中生根瘤菌7653R和荧光假单胞菌Pf.X1-5的转移频率;并初步跟踪了pHN307在根盒-土壤缩影、小区试验和环境释放中向土著细菌的转移性,为考察所构建重组根瘤菌在田间应用时的安全性提供了一定的实验依据。     

大豆血红蛋白基因lba转化根瘤菌工程菌株的构建

以土著大豆根瘤菌接种大豆幼苗45 d后获得的根瘤为材料,提取其总RNA并反转录成cDNA,采用同源序列克隆法扩增大豆血红蛋白基因lba编码区序列。利用DNA重组技术,将lba基因连到lac启动子的下游,利用带有发光酶标记基因luxAB的质粒载体pTR102构建表达载体pTR-Plac-lba。采用三亲本杂交的方式,将表达载体pTR-Plac-lba及作为对照的空载体pTR102分别转化土著大豆根瘤菌,获得根瘤菌工程菌株SFH(pTR-Plac-lba)和SFH(pTR102)。盆栽试验发现,接种SFH(pTR-Plac-lba)的大豆植株各生理指标明显高于接种SFH(pTR102)、土著根瘤菌以及未接菌的大豆植株各生理指标。试验证明,导入大豆血红蛋白基因lba的根瘤菌工程菌株SFH(pTR-Plac-lba)对于提高大豆根瘤的固氮酶活性,增加大豆产量起到显著效果。     

消除共生质粒的费氏中华根瘤菌HND29SR在大豆根圈的定殖动态

比较研究了费氏中华根瘤菌（Sinorhizobium fredii)HN01(出发菌）、发光酶基因标记菌HNO1L（参照菌）、消除HN01共生质粒的菌株HND29SR在无菌砂培条件下的大豆根圈定殖动态。供试菌单独接种时：HN01、HN01L和HND29SR的定殖动态基本一致,其早期定殖密度下降较快,播种后第16天时HN01和HN01L分别达到较高的定殖水平6.49logcfu/g鲜根和6.78logcfu/g鲜根,然后维持相对稳定的定殖水平。但HND29SR的定殖密度持续下降到播种后第16天时才开始上升,至第35天时仍维持相对稳定的定殖密度6.94logcfu/g鲜根。等量混合接种时供试菌在根圈定殖群体中各自定殖密度在测定过程中基本相等。结果表明消除HN01的共生质粒对其在大豆根圈中定殖能力无显著影响。     

导入dctABD和parCBA／DE基因提高大豆慢生根瘤菌固氮皎效率和稳定？…

以ｐＬＡＦＲ３为载体构建重组质粒ｐＨＮ２０７,携带有来自苜蓿根瘤菌（Ｓｉｎｏｒｈｉｚｏｂｉｕｍ ｍｅｌｉｌｏｔｉ）的四碳二羧酸转移酶基因ｄｃｔＡＢＤ、来自ｐＴＲ１０２的ｐａｒＣＢＦＡ／ＤＥ基因和标记发光酶基因ｌｕｘＡＢ。利用２亲本杂交法,将重组质粒ｐＨＮ２０７导入大豆慢生根瘤菌（Ｂｒａｄｙｒｈｉｚｏｂｉｕｍ ｊａｐｏｎｉｃｕｍ）ＴＡ１１和ＣＢ１８０９,分别考察了转移接合子中外源重组质粒在人工培养条     

以绿荧光蛋白基因为报告基因的广宿主启动子探针载体的构建和应用

将以绿荧光蛋白基因(gfp)的 cDNA为模板,用人工合成引物经PCR扩增获得的09kbDNA片段克隆到表达载体pET11C上构建成gfp表达载体pHN115。从pHN115上切下的不含启动子,但保留了SD序列的gfp基因经克隆载体SK(+)和pIJ2925亚克隆后再克隆到广谱稳定性质粒pTR102上构建成广谱、稳定、可视的启动子探针载体pHN127。并用它从费氏中华根瘤菌HN01的总DNA中成功地钓出组成型和诱导型表达的启动子。     

Stable transformation of the gram-positive phytopathogenic bacterium Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus with several cloning vectors.

In this paper we describe transformation of Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus, the potato ring rot bacterium, with plasmid vectors. Three of the plasmids used, pDM100, pDM302, and pDM306, contain the origin of replication from pCM1, a native plasmid of C. michiganensis subsp. michiganensis. We constructed two new cloning vectors, pHN205 and pHN216, by using the origin of replication of pCM2, another native plasmid of C. michiganensis subsp. michiganensis. Plasmids pDM302, pHN205, and pHN216 were stably maintained without antibiotic selection in various strains of C. michiganensis subsp. sepedonicus. We observed that for a single plasmid, different strains of C. michiganensis subsp. sepedonicus showed significantly different transformation efficiencies. We also found unexplained strain-to-strain differences in stability with various plasmid constructions containing different arrangements of antibiotic resistance genes and origins of replication. We examined the effect of a number of factors on transformation efficiency. The best transformation efficiencies were obtained when C. michiganensis subsp. sepedonicus cells were grown on DM agar plates, harvested during the early exponential growth phase, and used fresh (without freezing) for electroporation. The maximal transformation efficiency obtained was 4.6 x 10(4) CFU/microgram of pHN216 plasmid DNA. To demonstrate the utility of this transformation system, we cloned a beta-1,4-endoglucanase-encoding gene from C. michiganensis subsp. sepedonicus into pHN216. When this construction, pHN216:C8, was electroporated into competent cells of a cellulase-deficient mutant, it restored cellulase production to almost wild-type levels.     

费氏中华根瘤菌共生质粒扩增对结瘤因子组分和共生固氮能力的影响

费氏中华根瘤菌(Sinorhizobium fredii)YC4能在大豆(Glycine max)和野大豆(G．soja)上形成正常固氮的根瘤．人工培养条件下用^14C标记的薄层层析(TLC)法检测根瘤菌产生的结瘤因子(LCOs)的结果表明,与其它4株费氏中华根瘤菌相比,YC4产生的LCOs含有较多的疏水性基团．从YC4菌株中分离到1株共生质粒发生了扩增的自发突变株YSC3,其产生的LCOs中含有较野生型菌株多的1个疏水性组分,28℃培养条件下产生的LCOs量亦较YC4显著增加．结瘤试验结果表明,YSC3菌株只能在大豆和野大豆上形成无效的根瘤．     

NifA-NtrA regulatory system activates transcription of nfe,a gene locus involved in nodulation competitiveness of Rhizobium meliloti

We have previously demonstrated that the Rhizobium meliloti large plasmid pRmeGR4b carries the gene locus nodule formation efficiency (nfe) which is responsible for nodulation efficiency and competitive ability of strain GR4 on alfalfa roots. In this study we report that expression of nfe-lacZ fusions in Escherichia coli is activated in the presence of the cloned nifA gene of R. meliloti. This activation was found to be oxygen sensitive and to require the E. coli ntrA gene product. In contrast to the R. meliloti nifA, the cloned nifA gene of Klebsiella pneumoniae was able to activate expression of nfe in aerobically grown cells of both E. coli and R. meliloti. Hybridization experiments did not show homology to nfe in four R. meliloti wild-type strains tested. These strains were uncompetitive when coinoculated with a GR4 derivative carrying plasmid pRmeGR4b, but were competitive when coinoculated with a GR4 derivative carrying a single transposon mutation into the nfe region. When nfe DNA was introduced into the four wild-type strains, a significant increase in the competitive ability of two of them was observed, as deduced from their respective percentages of alfalfa root nodule occupancy in two-strains coinoculation experiments.     

接种量对费氏中华根瘤菌HN01DL根圈定殖与结瘤的影响

在灭菌土和未灭菌土盆栽系统中 ,研究了大豆种子的表面初始接种量对费氏中华根瘤菌HN0 1DL在大豆根圈中的定殖动态与结瘤的影响。结果表明 ,与 3个接种量对应的早期根圈定殖动态和水平有明显差异 ,但随着宿主植物根系的生长其差异逐渐减小 ,整个定殖动态曲线的变化和定殖密度趋向一致 ,并且发现 3个不同的初始接种量对HN0 1DL在大豆黑农 33根系上的结瘤数量和占瘤率没有显著影响。