荧光假单胞菌CP1108的发光酶基因(luxAB)标记及其应用

荧光假单胞菌CP1108的发光酶基因(luxAB)标记及其应用

论文摘要

Pseudomonas sp.CP1108为分离自棉花根圈的解磷假单胞菌,经过16S rDNA序列比对,鉴定为荧光假单胞。通过三亲本杂交的方法将标记基因luxAB接合转移进CP1108菌株,所得的标记菌株CP1108L具有发光活性和对Str、Tet和Km三种抗生素的抗性,转移频率为(4.65±0.01)×10<sup>-5。将标记菌株经连续进行20次传代,均可检测到发光现象。采用碱裂解法从CP1108L中提取质粒,证明pTR102质粒已成功地转移到CP1108菌株中,并且发现CP1108L菌株的部分生理生化特性、生长曲线和在土壤中的存活能力并没有受到luxAB基因导入的影响。研究标记菌株在土壤中的存活情况,结果发现,在042d内,标记菌株在灭菌土壤和不灭菌土壤中均能存活,总体呈现下降趋势,在灭菌土壤中的定殖水平稍高于不灭菌土壤,第42d时,标记菌株的定殖密度约为103104c fu g-1土。将标记菌株CP1108L接种到棉花根盒的微宇宙土壤中,研究其定殖情况,发现标记菌株在棉花根表的定殖密度高于根际土壤中的定殖密度,主要定殖在06cm根段,且随着深度的增加定殖密度降低;棉花生长14d时,CP1108L在棉花根圈达到了最高定殖水平,根圈的的定殖数量为2.31×105c fu g-1根土、3.18×105cfu g-1鲜根,而其中以02cm根段处标记菌株的定殖数量最大,根际和根表分别达到了9.08×104c fu g-1根土、1.44×105cfu g-1鲜根。把棉花幼苗根部浸于细菌菌液中,研究了细菌在棉花幼根根表的吸附情况。发现稳定吸附发生在细菌与棉花幼根接触的前8min,在前60min内,细菌的吸附量随吸附时间的延长而增大,并且逐渐趋于饱和,解磷菌的最大吸附量为(1.021.48)×108c ell g-1鲜根;从细菌的吸附动态曲线可以看出,其吸附规律符合Langmuir吸附等温线。经计算,E.coli DH5α、CP1108和CP1108L在棉花根表的最大吸附量q10分别为4.05×106cell g-、1.45×108cell g-1和1.19×108cell g-1。解磷细菌的最大吸附量(108c ell g-1)约是大肠杆菌的最大吸附量(106cell g-1)的100倍,说明解磷促生菌株对棉花幼根具有较高的亲和性。因此,可将解磷菌株制成微生物接种剂应用于棉花的盆栽试验研究。对棉花进行盆栽试验,结果发现接种CP1108和CP1108L菌液处理棉花植株的干重、主根长和株高显著高于对照组CKⅠ;两个菌株处理之间差异性不显著,说明luxAB基因的导入对CP1108L促生长能力并没有显著影响。CP1108菌株是从棉花根圈筛选出来的具有较强解磷能力的荧光假单胞菌,其标记菌株CP1108L接种到棉花后,性状稳定,能在棉花根部吸附、定殖和存活,从而促进棉花的生长,因此可以用CP1108L代替CP1108进行土壤微生态学研究。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 文献综述
  • 1. 植物根际促生细菌(PGPR)的概述
  • 2. PGPR的研究进展与应用前景
  • 1 引言
  • 1.1 研究的价值和意义
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.3 本研究要解决的问题
  • 2 材料和方法
  • 2.1 实验材料
  • 2.1.1 供试菌株
  • 2.1.2 主要仪器和设备
  • 2.1.3 主要药品和试剂
  • 2.1.4 培养基及溶液配方
  • 2.2 实验方法
  • 2.2.1 解磷细菌 CP1108 的 16S rDNA 序列的测定和鉴定
  • 2.2.2 供试菌株的天然抗性测定
  • 2.2.3 发光酶基因 luxAB 标记受体菌株
  • 2.2.4 发光酶基因 luxAB 标记菌株的检测方法
  • 2.2.5 发光酶基因 luxAB 标记菌株的遗传稳定性试验
  • 2.2.6 质粒检测
  • 2.2.7 标记菌株和出发菌株部分生理生化特性的比较
  • 2.2.8 标记菌株与出发菌株生长曲线测定
  • 2.2.9 标记菌株在灭菌和不灭菌土壤中的存活研究
  • 2.2.10 标记菌株在棉花根圈定殖动态的研究
  • 2.2.11 解磷细菌在棉花根部的吸附试验及棉花的盆栽试验
  • 3 结果与分析
  • 3.1 解磷细菌 CP1108 的 16S rDNA 分子鉴定
  • 3.1.1 菌株基因组 DNA 的提取
  • 3.1.2 16S rDNA 基因序列的 PCR 扩增
  • 3.1.3 CP1108 的 16S rDNA 测序结果
  • 3.1.4 解磷菌 CP1108 和相关菌株的 16S rDNA 同源性分析
  • 3.2 菌株的抗药性
  • 3.3 发光酶基因 luxAB 标记菌株的获得及发光性检测
  • 3.4 发光酶基因 luxAB 标记菌株的遗传稳定性试验
  • 3.5 luxAB 标记菌株的质粒检测
  • 3.6 标记菌株和出发菌株部分生理生化特性的比较
  • 3.6.1 形态和培养特征观察
  • 3.6.2 部分生理生化特性
  • 3.7 标记菌株生长曲线的测定
  • 3.8 标记菌株在土壤中的存活
  • 3.9 标记菌株在棉花根圈的定殖动态和分布规律
  • 3.10 菌株在棉花根部的吸附及对棉花幼苗促生效果的测定
  • 3.10.1 细菌在棉花幼苗根部的吸附动态
  • 3.10.2 菌液浓度对吸附量的影响
  • 3.10.3 解磷细菌对棉花的促生长作用
  • 4 讨论
  • 4.1 细菌种群的现代鉴定技术
  • 4.2 发光酶基因(luxAB)标记及标记菌株的获得
  • 4.3 标记基因在受体菌中的遗传稳定性及对出发菌株的影响
  • 4.4 标记菌株的根圈定殖及其影响因素
  • 4.5 影响细菌吸附的因素及促生特性研究
  • 5 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者简介
  • 在读期间发表的学术论文
  • 相关论文文献

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