外源AHL对中慢生型天山根瘤菌群体感应系统作用的初步研究及其对根瘤菌根际定殖能力的影响

论文摘要

群体感应（Quorum sensing,QS）是细菌根据细菌密度大小进行细胞内或细胞间信息交流,协调群体行为并调控基因表达的一种方式。QS系统可分为两种典型的类型,即革兰氏阴性细菌的Lux/LuxR型QS系统和革兰氏阳性细菌的寡肽/双组分型QS系统,分别以酰基高丝氨酸内酯（acyl-homoserine lactones,AHL）、寡肽（autoinducingpeptide,AIP）为信号分子。目前认为AHL和AIP都是种特异性信号分子,可能有助于细菌进行种内交流;还有AI-2是一种“通用”信号分子,有助于细菌进行种间交流。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。本论文通过实验室构建的mrtI-lacZ融合表达菌株来研究外源AHL对mrtI基因的诱导作用。利用该菌株对从野外分离的40株不同种属的根瘤菌进行活性检测,发现有4株根瘤菌的上清液液提取物能诱导产生mrtI基因的表达,且外源上清液量越多,mrtI表达的程度越高。TLC检测中发现这几株根瘤菌分别有1-4种AHL分子与中慢生型天山根瘤茵的AHL分子迁移率相同,推断可能是同一种自体诱导物,基因同源性比较证实这些细菌自体诱导物合成酶基因具有较高的同源性,这也解释了为什么外源AHL能对mrtI基因的表达发挥作用。在其后的根毛吸附实验中发现,具有相似群体感应系统的根瘤菌可以通过群体感应进行分子对话,从而影响根瘤菌在宿主根际的吸附能力,从侧面说明群体感性系统在根瘤菌定殖过程中的重要性。而这些根瘤菌也能对彼此的宿主实现一定程度的侵染,这对阐明根瘤菌互接种族关系的内在机制,提高根瘤菌的应用范围提供了理论参考。同时竞争性吸附实验表明,中慢生天山根瘤菌CCBAU3306的群体感应系统对其侵染宿主具有重要意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 文献综述
• 1 细菌群体感应调节系统
• 1.1 革兰氏阴性细菌中的群体感应调节系统
• 1.2 革兰氏阳性细菌中群体感应调节系统
• 1.3 感知细菌种间的群体感应调节系统
• 1.4 其它信号分子
• 2 根瘤菌与群体感应
• 2.1 豆科植物根瘤菌的最新分类
• 2.2 根瘤菌中的群体感应系统
• 2.3 慢生大豆根瘤菌中独特的群体感应调节
• 3 群体感应研究方法与技术
• 3.1 物理学检测手段
• 3.2 构建生物检测菌株进行检测
• 3.3 薄层层析法
• 参考文献
• 第一章 外源AHL对中慢生型天山根瘤菌群体感应系统作用
• 1 材料与方法
• 1.1 菌株与质粒
• 1.2 培养基与培养条件
• 1.3 酶和试剂
• 1.4 检测各根瘤菌上清液液提取物对mrtI基因的诱导作用
• 1.5 薄层层析
• 1.6 各根瘤菌基因的PCR验证
• 2 结果与分析
• 2.1 根瘤菌的野外分离
• 2.2 各根瘤菌AHLs的活性检测
• 2.3 不同根瘤菌上清液液对mrtI基因的诱导实验
• 2.4 M.tianshanense与Pi18,Pi22,Pi24,Tri4中AHLs分子的TLC检测
• 2.5 序列测定
• 2.6 序列比较
• 3 结论
• 参考文献
• 第二章 根瘤菌间的信号交流对生理功能的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 菌株与质粒
• 1.2 培养基与培养条件
• 1.3 材料与试剂
• 1.4 种子的表面消毒和催芽
• 1.5 根毛吸附实验
• 1.6 甘草的培养与根瘤菌接种
• 1.7 植株的表面消毒
• 2 结果与分析
• 2.1 Pi18,Pi22,Pi24,Tri4根瘤菌上清液对HMZ1根毛吸附能力的影响
• 2.2 HMZ0与HMZ1对甘草的定殖
• 2.3 非宿主植物的根毛吸附实验
• 3.结论
• 参考文献
• 全文总结
• 附录一 文中所用缩写
• 附录二 文中所用的试剂和培养基配方
• 附录三 攻读硕士学位期间发表或待发表的论文
• 致谢