Frankia菌株At4的类nodD基因的克隆与研究

通过功能互补法从Frankia菌株At4的基因文库中筛选到可互补豌豆根瘤菌nodD基因功能的pAt2GX和pAt3GX,把pAt2GX和pAt3GX重新导入tmdD突变体中,接种豌豆苗,可观察到nodD突变体恢复了结瘤功能。扫描电镜观察、根瘤内生菌抗性标记检测及内生菌重组质粒的酶切分析均表明nadD突变体恢复结瘤功能是山于带有外源质粒pAt2GX和pAt3GX所致,这就证明了pAt2GX和pAt3GX带有类nodD基因功能的DNA片段。酶切分析及DNA-DNA杂交实验结果说明pAt2GX和pAt3GX不属于同—克隆,但这两个质粒的DNA之间有同源区。     

根瘤菌结瘤基因与竞争结瘤基因的研究进展

根瘤菌的结瘤基因与竞争结瘤基因在根瘤菌与结瘤的过程中起着关键的作用。随着研究的深入,已经发现,分离和定位了数十个结瘤基因和几个与竞争结瘤有关的基因,本文将简要地介绍了这方面的研究成果。     

根瘤菌结瘤基因的表达调控研究概况

根瘤菌结瘤基因的表达调控在根瘤菌与植物的共生结瘤过程中起着十分重要的作用。随着研究的深入,发现根瘤菌的结瘤过程不仅与根瘤菌结瘤基因表达调控有关,而且与寄主植物的信号分子如黄酮类物质有关。根瘤菌结瘤基因的表达调控有一个复杂的过程,本文将简要地介绍这方面的研究成果。     

根瘤菌中的nodD基因及其与弗兰克氏菌（Frankia）中的类nodD基因的功能互补

根瘤菌可在几种豆科植物上成瘤,结瘤基因（ｎｏｄ基因）赋予这些细菌以寄主专一性的方式诱导瘤的形成。目前,已被鉴定的三类主要结瘤基因是：＂公共＂结瘤基因,如ｎｏｄＡＢＣ,这类基因是结瘤不可缺少的,并具有高度的结构和功能上的保守性;另一类是寄主专一性基因,这类基因具有种属或菌株的专一性,它们决定了细菌的寄主范围;最后一类是结瘤基因Ｄ（ｎｏｄＤ）,这类基因编码一类调节蛋白,并和植物分泌的酚类化合物一道起动其他结瘤操纵子的转录。一些根瘤菌种属只有一个拷贝的ｎｏｄＤ基因,而另一些则可拥有三个拷贝之多。苜蓿根瘤菌（Ｒ．ｍｅｌｉｌｏｔｉ）中存在三个拷贝的ｎｏｄＤ基因,其中的任何一个发生突变都以依赖于寄主的方式影响结瘤效果。在慢生型大豆根瘤菌（Ｂ．ｊａｐｏｎｉｃｕｍ）中,ｎｏｄＤ１突变菌株还可在大豆或其他豆科植物寄主上结瘤,只是稍往后推迟而已,ｎｏｄＤ２基因对ｎｏｄＹＡＢＣＳＵＩＪ操纵子诱导的影响却很小,两个ｎｏｄＤ拷贝突变后尚表现出结瘤活性。在只有一个ｎｏｄＤ基因拷贝的根瘤菌种属中,如豌豆根瘤菌（Ｒ．ｌｅｇｕｍｉｎｏｓａｒｕｍ）和茎瘤固氮菌（Ａ．ｃａｕｌｉｎｏｄａｎｓ）中,ｎｏｄＤ突变后会导致菌株丧失结瘤能力。一般说来,不     

海南根瘤菌S25的质粒生物学特性

根瘤菌Ｓ２５从海南岛山毛豆分离得到，在分类上比较独特。该菌株具有较强抗逆性，如耐酸，耐亚硝酸，对多种抗生素具有抗性。质粒检测，结果显示，它含有一条大允１５０ｋｂ的大质粒。以共同结瘤基因ｎｏｄＡＢＣ和固氮酶结构基因ｎｉｆＨＤＫ为探针与质粒进行分子杂交，结果表明，该质粒载有结瘤与因氮基因。     

水稻白叶枯病菌GX1329基因组文库的构建及含编码TAL效应物基因的克隆的分离

由革兰氏阴性细菌水稻白叶枯病菌引起的水稻白叶枯病是亚洲、北美以及非洲部分地区最严重的水稻病害之一,水稻白叶枯病可使水稻减产高达50％以上。研究表明水稻白叶枯病菌的毒力主要依靠三型分泌系统所分泌的效应物。为了解水稻白叶枯病菌广西菌株GX1329中含有avrBs3／pthA家族基因的情况,本研究应用Alu I部分酶切其基因组DNA,构建了含有736个克隆的菌株GX1329的基因组文库。BamHI酶切分析随机挑取的15个文库克隆表明,克隆的外源DNA随机性良好,克隆的最小片段为27．7kb,最大为58．5kb,平均大小为39．9kb,文库克隆容量约为2．8×10^3Mb,该文库中包含基因组中任一个基因的概率为99．4％。利用来自水稻白叶枯病菌菲律宾菌株PX086的无毒基因avrXa10的第252位～第486位核苷酸序列作为探针,通过菌落原位杂交从GX1329基因组文库中筛选到37个含avrBs3／pthA家族基因的克隆。再通过Southern杂交分析,得到了17个独立克隆。这17个克隆中至少含有13个不同的avrBs3／pthA家族基因。这些基因在GX1329基因组中有的单独存在,有的两个或两个以上串联存在。本工作基本上明确了菌株GX1329基因组中avrBs3／pthA家族基因的数量,为进一步研究菌株GX1329中avrBs3／pthA家族基因的功能奠定了基础。     

GUS基因标记法对慢生花生根瘤菌竞争结瘤和接种效果的研究

应用GUS基因标记技术,可简便、快速、准确、原位、直观地确定标记花生根瘤菌株形成的根瘤,从而方便地研究标记菌株与土著根瘤菌的竞争结瘤能力。无氮水培试验表明,标记菌株gusA4-5、gusA2-9分别与土著菌混和接种占瘤率为71.4%、77.0%。盆栽试验表明,接种供试菌株Spr4-5、Spr2-9占瘤率分别为57.9%、63.0%,比对照极显著增产52.5%、22.7%;接种Spr4-5比Spr2-9极显著增产24.2%。初步说明两个供试菌株的竞争结瘤力比土著根瘤菌强,菌株Spr2-9强于Spr4-5;Spr4-5比Spr2-9有效性高,是结瘤适量,竞争结瘤能力强的高效菌株。     

苜蓿根瘤菌聚羟丁酸代谢突变体的竞争生长和结瘤能力以及外源生物素的影响

对苜蓿根瘤菌(Sinorhizobium meliloti)聚羟丁酸(PHB)代谢突变体与野生型菌株之间，以及不同突变体之间的竞争生长和竞争结瘤能力在不同培养条件下进行了测定，并研究了外源生物素对各突变体竞争生长和竞争结瘤能力的影响。结果表明：①phbC突变体菌株与野生型菌株共培养，不论培养基中添加、不添加外源生物素，phbC突变体均表现出生长竞争能力的严重缺陷；竞争结瘤实验也显示，该突变体同野生型菌株竞争结瘤能力大幅下降；说明PHB合成能力的缺陷影响了菌株的竞争生长和竞争结瘤能力。②bdhA突变体与野生型菌株共培养，在不添加外源生物素的情况下，bdhA突变体同野生型菌株竞争生长的能力有明显缺陷，但在添加外源生物素的情况下，其竞争生长能力有明显提高；bdhA::Tn5突变体与phbC::Tn5-233突变体共培养。如培养基中不添加外源生物素，二者间的竞争生长能力无大的差异；但若添加外源生物素，则bdhA突变体的竞争生长能力明显高于phbC突变体；表明外源生物素对bdhA突变体的竞争生长能力有重要作用。     

用荧光酶基因(cfp)标记法研究菜豆根瘤菌的竞争性和有效性

试验采用三亲本杂交法将cfp基因导入一株有效性较高的菜豆根瘤菌SC18,获得了一株带cfp基因标记的菌株SC18-cfp。对SC18-cfp进行性状、标记基因的遗传稳定性检测,结果表明,cfp基因不仅能有效表达,而且性状稳定。随机挑取SC18-cfp的10个转移结合子在无氮砂培条件下进行标记菌株与亲本菌株在3个菜豆品种上的竞争结瘤试验。结果证实,10个转移结合子在供试植物根系上的占瘤率均接近50%,其有效性和竞争结瘤能力与亲本菌株间的差异不显著,品种间的差异性不显著;在控制田间试验中SC18-cfp比土著根瘤菌的竞争结瘤能力强,在品种A、B、C上的占瘤率分别达到了57.8%、60.0%、55.6%。接种SC18的植株干重、全氮量、叶绿素含量和豆荚产量均显著高于对照。     

海南根瘤菌I66 nodD基因DNA片段的克隆

从海南根瘤菌（Rhizobium hainanense)I66提取总DNA，用XbaI完全酶切，然后用苜蓿中华根瘤菌（Sinorhizobium meliloti)042B的nodDDNA片段作探针进行Southern杂交，杂现2条含有nodD基因DNA征段的阳性条带，分别为4.0和6.0kb，电泳回收含有4.0-6.0kb的DNA片段，用pUC18作载体连接，并转化E.coliDH5α，构建含有nodD的部分基因文库，提取该文库的质粒与nodD探针做点杂交，筛选到nodD的阳性克隆，称为pUOD75。再将pUOD75的nodD片段克隆到pBBR-MCS-5,构建成pBOD75。用两亲本杂交，把pBOD75转入豌豆根瘤菌蚕豆生物型（Rhizobium eguminosarum bv.viciae)根瘤菌I66nodD基因在毛地黄黄酮诱导下得到表达，说明其表达产物可能具有结瘤调节功能。