苜蓿中华根瘤菌Cu/Zn抗性机制及其促进天蓝苜蓿对重金属的吸收作用

发布时间：2021-01-22 06:42

　　苜蓿中华根瘤菌（Sinorhizobium meliloti）CCNWSX0020是从陕西凤县尾矿区生长的天蓝苜蓿根瘤内分离出来的一株菌,不仅具有多种重金属抗性,还能促进天蓝苜蓿在Cu污染土壤中生长。这种双重特性使得该共生体系成为重金属污染土壤修复的有效工具。本文通过RNA-Seq、基因敲除等技术分析了S.meliloti CCNWSX0020的Cu/Zn抗性机制,并对Cu/Zn抗性因子在根瘤菌-豆科植物共生体系及其生物修复Cu/Zn污染土壤中的作用进行了研究。通过转录组分析揭示了S.meliloti CCNWSX0020在四种胁迫条件下的基因表达模式。首先不考虑不同重金属处理间的基因表达模式的差异,由短期的（30 min）重金属诱导表达的基因数目远远多于长期的（24 h）重金属处理,表明多数早期即时响应的基因应对重金属胁迫时发挥了第一道防线作用,而少数长期表达的基因必然在S.meliloti CCNWSX0020重金属抗性机制中发挥重要作用。在Cu或Zn长期胁迫下,编码P_1B-type ATPase、多铜氧化酶、外膜蛋白和金属结合蛋白的基因表达量显著上调,说明S... 

【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【部分图文】：

Irving–Williams系列和细胞内过渡金属的竞争性及生物利用性

将 Cu(I)氧化为毒性较低的 Cu(II)。图1-2 展示了四种已被深入研究的细菌体内调控 Cu 稳态平衡的多种系统，包括革兰氏阳性病原菌肺炎链球菌、结核分枝杆菌，以及革兰氏阴性病原菌大肠杆菌、沙门氏菌，下文将进行详细介绍。

隔离他的铜抗性机制还包括富含半胱氨酸的金属硫蛋白的隔离作核生物中很普遍， 而在细菌中却很少出现。研究的ceae 的 MymT 蛋白，已被证明可赋予 M. tuberculosis 铜抗性(Gold et al. 2008)。处于 E. coli 周质空间的 CusF 蛋白除了能体之外，可能还会作为一个铜缓冲剂发挥相似的隔离作用，一个新的铜抗性机制被揭示出来。耶尔森杆菌素（Ybt），铁载体，但它却从尿路感染病人体内分离到的 E. coli 中被发铁载体是由微生物分泌的一类对 Fe 有高亲和力的小分子化合Fe。尽管是 Fe 的螯合剂，Ybt 也可结合 Cu(II)，通过抑制 Cu。除此之外，对 E. coli 中的 Ybt 研究结果表明，结合 Cu 的SOD）的活性，可以防御巨噬细胞的活性氧反应（图 1-3）(C，Ybt 是一种多功能的铁载体，可对抗宿主多种防御反应，包氧化压力等。

【参考文献】：
期刊论文
[1]根瘤菌-豆科植物共生体系在重金属污染环境修复中的地位、应用及潜力[J]. 韦革宏,马占强.  微生物学报. 2010(11)
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[3]西北地区金属尾矿地根瘤菌的重金属抗性及其系统发育研究[J]. 梁建强,段晓丹,崔广玲,唐静,朱闻斐,韦革宏.  农业环境科学学报. 2009(06)
[4]豆科植物与矿业废弃地植被恢复[J]. 张志权,束文圣,廖文波,蓝崇钰.  生态学杂志. 2002(02)



本文编号：2992767