植物促生菌解淀粉芽孢杆菌SQR9根际趋化的分子机制研究
发布时间：2021-07-09 03:41
植物根际促生菌（Plantgrowth-promotingrhizobacteria,PGPRs）具有植物促生及土传病原菌生防功能,合理施用含PGPRs的生物肥料是实现我国化肥减施、促进农业可持续发展的有效途径。生物肥料中的PGPRs施入土壤后需在作物根际有效定殖才能发挥作用,而由根系分泌物介导的PGPRs向根表的趋化过程是其有效定殖的重要前提。解淀粉芽孢杆菌是根际环境中一类比较重要的PGPRs,然而对其在根际趋化分子机制的相关研究鲜有报道。解淀粉芽孢杆菌SQR9（Bacillus amyloliquefaciens SQR9,以下简称SQR9）是本实验室分离自健康黄瓜根际并广泛应用的植物根际促生菌,前期研究发现菌株SQR9对黄瓜根系分泌物中的多种小分子有机酸表现出较强趋化性。在此基础上,本文紧紧围绕菌株SQR9趋化黄瓜根际过程中相互作用的两个方面,即菌株 SQR9 中甲基趋化受体蛋白（Methyl-acceptingchemotaxisproteins,MCPs）和黄瓜根系分泌物（Cucumber root exudates,CREs）中的趋化物,开展了一系列研究。首先,依据MCPs...
【文章来源】：南京农业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２大肠杆菌的趋化信号转导途径示意图（Ｐｏｒｔｅｒ?ｅｔａｌ．，２０１１）??ｕｒｅ?１－２?Ｔｈｅｃｏｈｏｘｉｓａｈｗａ
物的机制和规律具有重要意义（Ａｌｖａｒｏ?ｅｔ??ａｌ．，?２０１７）。甲基化结构域，由两个螺旋束构成，携带保守的谷氨酰胺和谷氨酸残基，??可被甲基转移酶ＣｈｅＲ甲基化，被甲基酯酶ＣｈｅＢ去甲基化，用于适应趋化效应物浓??度变化。另外，甲基化结构域可以作为判断甲基趋化受体蛋白的评判标准（Ａｌｅｘａｎｄｅｒ??ａｎｄ?Ｚｈｕｌｉｎ，?２００７）。??研究发现，己经确定的ＬＢＤ种类约八十多种，而未被发现的ＬＢＤ数量将远远超??过该数字（Ｗｕｉｃｈｅｔ?ａｎｄ?Ｚｈｕｌｉｎ，２０１０）。如图１－３所示，一共分析了?２６５３０条序列，其??中１０６５８条序列没有ＬＢＤ或属于未知类型ＬＢＤ，其它１５８７２条序列存在己知ＬＢＤ。??ＬＢＤ类型中丰度最高的依次为４ＨＢ、ｄＣａｃｈｅ和ＰＡＳ：?４ＨＢ是丰度最高的，占了?３１?％，??普遍存在于细菌和古菌中（ＵｌｒｉｃｈａｎｄＺｈＵｌｉｎ，２００５），尤其是大肠杆菌中研宄的最透彻??（Ｐａｒｋｉｎｓｏｎ?ｅｔａｌ．，２０１５）；?Ｃａｃｈｅ?又分为?ｓＣａｃｈｅ?和?ｄＣａｃｈｅ，共计占?３３?％，其中?ｄＣａｃｈｅ??的丰度远高于ｓＣａｃｈｅ，仅次于４ＨＢ，而且ｄＣａｃｈｅ与配体的结合位点全部位于膜远端??（Ａｌｖａｒｏｅｔａｌ．，２０１７）；?ＰＡＳ的丰度排第三，与前两种主要存在于原核生物中的结构域??不同，ＰＡＳ也广泛存在于真核生物中，而且几乎所有的ＰＡＳ只存在于胞质中（Ｔａｙｌｏｒ??ａｎｄ?Ｚｈｕｌｉｎ，?１９９９；?Ｈｅｎｒｙ?ａｎｄ?Ｃｒｏｓｓｏｎ，?２０１１），研宄发现，ＰＡＳ与趋氧性和能量趋化的关??系都比较密切（Ａｌｖａｒｏ?ｅｔａｌ．，２０１７）；除上述三种ＬＢＤ结构域（
终获得ＳＱＲ９中所有趋化受体基因的突变体。??＃？？．－?ＵＰ?ｄｏｗｎ?ｂａｃｋ???＾?ｈｈ???｜?Ｆｕｓｉｏｎ?Ｐ（?Ｒ??｜?Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ??ＵＰ?ｄｏｗｎ?ｂａｃｋ????■■???Ｉ?ＳｏｉｒｒｔｉｏＱ?ｏｎ?Ｓｐｃ??ｔｈｒ?？??、、??＾???ｔ?ｉ??＼?／??、、???????，?’??｜?Ｓｒｌｒｃｔｉｏｉｉ?ｏｎ?Ｉ）Ｌ－４－＜?ｌ－Ｐｂｃ??＜ｈｒ￣ａｉＫＨ???图２－１基因无痕敲除的技术路线??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?Ｔｈｅ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｒｏｕｔｅ?ｏｆ?ｍａｒｋｅｒ－ｆｒｅｅ?ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ?ｄｅｌｅｔｉｏｎ??１．２．３菌株ＳＱＲ９互补菌株构建??利用融合ＰＣＲ技术，将回补基因（如图２－２，携带自身启动子，、抗性基??因片段（ｃ／ｗ或ｉｐｃ）以及插入位点上下游同源片段和ｏｍ＿）＾－Ｄｎ）进行融合，??经同源重组双交换后，插入ＳＱＲ９染色体基因组的淀粉酶基因位点，得到互补菌株，??构建融合片段步骤详见本章方法１．２．２中所述。??２２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]植物根际促生细菌定殖研究进展[J]. 孙真,郑亮,邱浩斌. 生物技术通报. 2017(02)
[2]细菌趋化性研究进展[J]. 杨姗姗,马丽,孙柏欣,张晓晓,杨玉文,赵廷昌. 中国农学通报. 2015(06)
[3]超高效液相色谱-三重四极杆质谱联用仪同时检测水中9种亚硝胺[J]. 朱翔,李伟,刘玉灿,段晋明. 分析测试学报. 2014(08)
[4]植物根系分泌物的研究方法[J]. 李汛,段增强. 基因组学与应用生物学. 2013(04)
[5]超高效液相色谱测定铝胁迫下水培毛竹根系分泌物中有机酸[J]. 刘颖坤,蔡莎艺,喻卫武,冷华南,桂仁意. 浙江农林大学学报. 2011(04)
[6]植物根系分泌物研究方法评述[J]. 涂书新,吴佳. 生态环境学报. 2010(10)
[7]土壤有益细菌在植物根际竞争定殖的影响因素[J]. 年洪娟,陈丽梅. 生态学杂志. 2010(06)
[8]毛细管电泳法分离测定小麦根中的有机酸[J]. 杨若明,张经华,山崎素直. 分析测试学报. 2005(05)
[9]利福平标记菌株BS1在番茄、茄子根部及土壤中的定殖动态[J]. 翁启勇,陈庆河,赵健,刘素萍,何玉仙. 福建农业学报. 2003(02)
[10]巨大芽胞杆菌luxAB标记菌株的根际定殖研究[J]. 刘健,李俊,姜昕,徐玲玫,樊蕙,葛诚. 微生物学通报. 2001(06)
本文编号：3272949
【文章来源】：南京农业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２大肠杆菌的趋化信号转导途径示意图（Ｐｏｒｔｅｒ?ｅｔａｌ．，２０１１）??ｕｒｅ?１－２?Ｔｈｅｃｏｈｏｘｉｓａｈｗａ
物的机制和规律具有重要意义（Ａｌｖａｒｏ?ｅｔ??ａｌ．，?２０１７）。甲基化结构域，由两个螺旋束构成，携带保守的谷氨酰胺和谷氨酸残基，??可被甲基转移酶ＣｈｅＲ甲基化，被甲基酯酶ＣｈｅＢ去甲基化，用于适应趋化效应物浓??度变化。另外，甲基化结构域可以作为判断甲基趋化受体蛋白的评判标准（Ａｌｅｘａｎｄｅｒ??ａｎｄ?Ｚｈｕｌｉｎ，?２００７）。??研究发现，己经确定的ＬＢＤ种类约八十多种，而未被发现的ＬＢＤ数量将远远超??过该数字（Ｗｕｉｃｈｅｔ?ａｎｄ?Ｚｈｕｌｉｎ，２０１０）。如图１－３所示，一共分析了?２６５３０条序列，其??中１０６５８条序列没有ＬＢＤ或属于未知类型ＬＢＤ，其它１５８７２条序列存在己知ＬＢＤ。??ＬＢＤ类型中丰度最高的依次为４ＨＢ、ｄＣａｃｈｅ和ＰＡＳ：?４ＨＢ是丰度最高的，占了?３１?％，??普遍存在于细菌和古菌中（ＵｌｒｉｃｈａｎｄＺｈＵｌｉｎ，２００５），尤其是大肠杆菌中研宄的最透彻??（Ｐａｒｋｉｎｓｏｎ?ｅｔａｌ．，２０１５）；?Ｃａｃｈｅ?又分为?ｓＣａｃｈｅ?和?ｄＣａｃｈｅ，共计占?３３?％，其中?ｄＣａｃｈｅ??的丰度远高于ｓＣａｃｈｅ，仅次于４ＨＢ，而且ｄＣａｃｈｅ与配体的结合位点全部位于膜远端??（Ａｌｖａｒｏｅｔａｌ．，２０１７）；?ＰＡＳ的丰度排第三，与前两种主要存在于原核生物中的结构域??不同，ＰＡＳ也广泛存在于真核生物中，而且几乎所有的ＰＡＳ只存在于胞质中（Ｔａｙｌｏｒ??ａｎｄ?Ｚｈｕｌｉｎ，?１９９９；?Ｈｅｎｒｙ?ａｎｄ?Ｃｒｏｓｓｏｎ，?２０１１），研宄发现，ＰＡＳ与趋氧性和能量趋化的关??系都比较密切（Ａｌｖａｒｏ?ｅｔａｌ．，２０１７）；除上述三种ＬＢＤ结构域（
终获得ＳＱＲ９中所有趋化受体基因的突变体。??＃？？．－?ＵＰ?ｄｏｗｎ?ｂａｃｋ???＾?ｈｈ???｜?Ｆｕｓｉｏｎ?Ｐ（?Ｒ??｜?Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ??ＵＰ?ｄｏｗｎ?ｂａｃｋ????■■???Ｉ?ＳｏｉｒｒｔｉｏＱ?ｏｎ?Ｓｐｃ??ｔｈｒ?？??、、??＾???ｔ?ｉ??＼?／??、、???????，?’??｜?Ｓｒｌｒｃｔｉｏｉｉ?ｏｎ?Ｉ）Ｌ－４－＜?ｌ－Ｐｂｃ??＜ｈｒ￣ａｉＫＨ???图２－１基因无痕敲除的技术路线??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?Ｔｈｅ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｒｏｕｔｅ?ｏｆ?ｍａｒｋｅｒ－ｆｒｅｅ?ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ?ｄｅｌｅｔｉｏｎ??１．２．３菌株ＳＱＲ９互补菌株构建??利用融合ＰＣＲ技术，将回补基因（如图２－２，携带自身启动子，、抗性基??因片段（ｃ／ｗ或ｉｐｃ）以及插入位点上下游同源片段和ｏｍ＿）＾－Ｄｎ）进行融合，??经同源重组双交换后，插入ＳＱＲ９染色体基因组的淀粉酶基因位点，得到互补菌株，??构建融合片段步骤详见本章方法１．２．２中所述。??２２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]植物根际促生细菌定殖研究进展[J]. 孙真,郑亮,邱浩斌. 生物技术通报. 2017(02)
[2]细菌趋化性研究进展[J]. 杨姗姗,马丽,孙柏欣,张晓晓,杨玉文,赵廷昌. 中国农学通报. 2015(06)
[3]超高效液相色谱-三重四极杆质谱联用仪同时检测水中9种亚硝胺[J]. 朱翔,李伟,刘玉灿,段晋明. 分析测试学报. 2014(08)
[4]植物根系分泌物的研究方法[J]. 李汛,段增强. 基因组学与应用生物学. 2013(04)
[5]超高效液相色谱测定铝胁迫下水培毛竹根系分泌物中有机酸[J]. 刘颖坤,蔡莎艺,喻卫武,冷华南,桂仁意. 浙江农林大学学报. 2011(04)
[6]植物根系分泌物研究方法评述[J]. 涂书新,吴佳. 生态环境学报. 2010(10)
[7]土壤有益细菌在植物根际竞争定殖的影响因素[J]. 年洪娟,陈丽梅. 生态学杂志. 2010(06)
[8]毛细管电泳法分离测定小麦根中的有机酸[J]. 杨若明,张经华,山崎素直. 分析测试学报. 2005(05)
[9]利福平标记菌株BS1在番茄、茄子根部及土壤中的定殖动态[J]. 翁启勇,陈庆河,赵健,刘素萍,何玉仙. 福建农业学报. 2003(02)
[10]巨大芽胞杆菌luxAB标记菌株的根际定殖研究[J]. 刘健,李俊,姜昕,徐玲玫,樊蕙,葛诚. 微生物学通报. 2001(06)
本文编号：3272949
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