紫云英根瘤菌种内不同菌株群体感应信号分子差异性和交互性分析

根瘤菌可以和豆科植物共生固氮,在很多根瘤菌中群体感应系统参与了结瘤固氮等相关生理过程的调节。本研究从野外不同生境紫云英宿主根部瘤体中分离了26株根瘤菌,体外定量检测了各菌株产生自体诱导物(AI)信号分子的能力,以及不同菌株AI激活中慢生华癸根瘤菌Mh菌株AHLs合成酶基因mrh I表达的情况,发现紫云英根瘤菌种内不同菌株间存在群体感应交互性。通过导入外源Att M水解酶观察菌株AI活性的变化,应用薄层层析法定性分析不同菌株的AI结构,初步揭示了不同紫云英根瘤菌产生AI特性的差异和多样性。     

紫云英根瘤菌不同菌株间结瘤竞争能力的比较

通过竞争结瘤试验研究紫云英根瘤菌不同菌株间的竞争结瘤能力,以紫云英宁波大桥品系为宿主植物,7株分离自不同生境紫云英根部瘤体内的菌株与中慢生华癸根瘤菌7653R为研究对象,采用单独接种、与7653R菌株1∶1混合接种方式,在30 d时采样,统计根瘤数量、根瘤质量、不同菌株的占瘤率、定殖能力等。结果发现,紫云英根瘤菌2号菌株的竞争能力与7653R相当,其他菌株的竞争性都不同程度地弱于7653R,尤其是1号菌株的定殖能力最弱,仅是7653R占瘤率的9%。在同时含有2种根瘤菌的瘤体内,7653R和竞争菌株的数量比例相近。不同生境根瘤菌的竞争结瘤能力存在差异,试验同时获得了1株与经典菌株7653R竞争能力相当的紫云英根瘤菌菌株。     

糖类碳源对中慢生华癸根瘤菌群体感应基因mrhI/R表达的影响

克隆了中慢生华癸根瘤菌(Mesorhizobium huakuii)的mrh I和mrh R群体感应基因的启动子区域,至Lac Z翻译融合表达质粒载体p RA302中,经β-半乳糖苷酶活性检测发现,mrh I和mrh R的表达均受mrh I基因产物(自体诱导物)的正向调控。两种PTS糖类:葡萄糖和果糖的外源添加可以显著增加细菌的生长量,但却都同时抑制了mrh I和mrh R基因的表达,暗示在中慢生华癸根瘤菌中群体感应基因的表达可能受细菌中普遍存在的碳源代谢物阻遏现象的调节。