苏云金芽孢杆菌aiiA基因的克隆及植物表达载体构建

N-酰基高丝氨酸内酯(N-acyl-homoserine lactones,AHLs)是革兰氏阴性细菌致病过程中的关键信号分子,芽孢杆菌中广泛存在的aiiA基因编码AHL-Lactonase能够水解信号分子AHLs。利用PCR方法从苏云金芽孢杆菌中克隆了aiiA基因,序列分析表明该基因由753个碱基组成,编码含有250个氨基酸残基的蛋白质,核苷酸序列与已报道aiiA的同源性为89%～97%。将该基因连接到植物表达载体pCAMBIA1301中,成功构建了aiiA基因的植物表达载体pCAM-aiiA,为进一步通过转基因技术研究该基因的功能奠定了基础。     

Type IV secretion and Brucella virulence

The type IV secretion system, encoded by the virB region, is a key virulence factor for Brucella. The 12 genes of the region form an operon that is specifically induced by phagosome acidification in cells after phagocytosis. We speculate that the system serves to secrete unknown effector molecules, which allow Brucella to pervert the host cell endosomal pathways and to create a novel intracellular compartment in which it can replicate.     

芒果细菌性黑斑病菌XcmR基因的克隆与序列分析

根据黄单孢菌属LuxR基因的同源性设计简并引物XF/XR,采用同源克隆法从芒果细菌性黑斑病菌(Xanthomonas campestris pv.mangiferaeindicae)中获得了约1.4 kb的DNA片段。经测序和序列同源性分析表明,该基因片段长1 422 bp含有一个完整的LuxR同源基因,并命名为XcmR。生物信息学分析表明,XcmR基因完整ORF(开放阅读框)全长765 bp,编码254个氨基酸,分子质量和等电点分别约为28.2 ku和8.9,与GenBank中公布的Xanthomonas属LuxR或AhyR/AsaR氨基酸序列具有86%~99%相似性。系统聚类结果表明,XcmR与来源于柑桔溃疡病菌(X.axonopodis pv.citri)、番茄疮痂病菌(X.c.pv.vesicatoria)、水稻白叶枯菌(X.oryzae pv.oryzae)和甘蓝黑腐病菌(X.c.pv.campestris)的LuxR蛋白聚成一支。NCBI网站蛋白质保守结构域搜索表明,XcmR是LuxR蛋白家族的一员,具有LuxR蛋白相似结构。     

凡纳滨对虾养殖体系中群体感应淬灭菌的筛选、安全性评估及发酵条件优化

从凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamai)养殖体系中筛选得到具有群体感应淬灭(Quorum quenching, QQ)活性的潜在功能菌,并对菌株进行16S rDNA鉴定、安全性评估及发酵条件优化。采用根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens) A136液体X-gal法进行活性菌株筛选,发现2株细菌(BDZ5和W1B)的发酵液对信号分子己酰基高丝氨酸内酯(C6-HSL)具有显著的降解作用,但经沸水浴处理后均丧失降解活性。经16S rDNA基因序列分析,菌株BDZ5和W1B分别被鉴定为芽孢杆菌属(Bacillus)和科贝特氏菌属(Cobetia)。安全性评估结果显示,菌株BDZ5和W1B均无溶血性,且对多数抗生素具有敏感性,注射2株活性菌未提高凡纳滨对虾死亡率,且对凡纳滨对虾血清免疫酶活性无显著影响。单因素条件优化结果显示,在起始pH为7.0、盐度为20、0.0005%的MnCl2条件下培养48 h后,菌株BDZ5达到最大生长量;在起始pH为6.0、盐度为40、0.05%的CaCl2条件下培养48 h,菌株W1B达到最大生长量。2株菌的最适信号分子C6-HSL降解条件与其生长条件有所不同,在起始pH为7.5、盐度为30、0.0005%的MnCl2条件下培养48 h,2株活性菌对信号分子C6-HSL的降解率达到最大值。研究表明,菌株BDZ5和W1B可作为益生菌应用于水产养殖,为基于QQ角度防治对虾细菌性病害提供优良菌种。     

微生物群体感应及其在感染性疾病治疗新策略中的潜在应用

微生物抗药性突变株的出现,导致抗生素的治疗效果大幅降低,寻找新的感染性疾病防治策略迫在眉睫。病原菌的致病毒性受群体感应系统调控,因此,以群体感应为靶标,调控群体感应过程中的关键步骤可以达到治疗感染性疾病的目的。这种以阻断群体感应过程而非细胞生长为治疗策略的方式,不会引起抗药性突变株的出现,所开发的药物是抗病原性的,是继抗生素之后最具发展前景的新型抗感染药物之一。主要论述了有关群体感应作为新型药物靶标的可能性及相关研究的最新进展。     

植物病原菌群体猝灭基因克隆及诱导表达载体构建

N-酰基高丝氨酸内酯是革兰氏阴性细菌致病过程中的关键信号分子,芽孢杆菌中广泛存在的aiiA基因编码AHL-Lactonase能够水解信号分子AHLs。研究利用PCR方法从枯草芽孢杆菌中克隆了aiiA基因,序列分析表明,该基因由753个碱基组成,编码含有250个氨基酸残基的蛋白质,核苷酸序列与已报道aiiA的同源性为87%～96%。将该基因置于诱导型启动子PPP3调控下,连接到植物表达载体pCAMBIA1301中,成功构建了aiiA基因的植物诱导表达载体pCAM-PPP3-aiiA,为进一步通过转基因技术研究该基因的功能奠定了基础。     

黄单胞菌毒性因子调控的研究进展

黄单胞属植物病原细菌寄主非常广泛,能引起许多种重要经济作物发生病害。黄单胞菌在寄主组织内的侵染和繁殖取决于分泌的多糖、脂多糖、吸附素和III型分泌系统等毒性因子。细菌毒性因子的协调表达是通过群体感应途径、双组分系统和Clp、Zur、FhrR、HrpX和HpaR等转录后调控因子精细调控的。此外,毒力基因表达还受RNA结合蛋白RsmA转录后控制。在本综述中,我们对黄单胞菌控制分泌毒性因子的调控网络的研究进展进行了概括。     

群体感应抑制剂控制微生物污染的研究进展

群体感应是依据细菌种群密度的一种细菌交流机制。细菌根据这个机制可调节多种活力,如毒力、生物膜的形成、生物发光、孢子的形成、DNA转录等。近年来,相关报道提出如果细菌的群体感应被干扰,那么微生物基因的表达和代谢将受到影响,从而影响微生物的生长和繁殖。因此,群体感应抑制剂可作为控制微生物污染的可行方案。研究中,简要描述了主要的群体感应系统、确定自体诱导物类型的方法和理想群体感应抑制剂应具备的特点,突出介绍了4种具有群体感应抑制功能的植物精油,并且总结了几种有群体感应抑制功能的物质。     

Quorum sensing as a target for developing control strategies for the plant pathogen <Emphasis Type="Italic">Pectobacterium</Emphasis>

Quorum sensing is a regulatory mechanism that connects gene expression to cell density in bacteria. Amongst proteobacteria, numerous functions are regulated in this way, including pathogenicity in the Enterobacteriaceae genus Pectobacterium. In Pectobacterium, the signalling molecules involved in this regulatory process belong to the N-acyl-homoserine lactone class. Over the last 6 years, various studies have shown that these signal molecules could be degraded by other bacteria or by plant and animal cells, opening the path to innovative biocontrol strategies. This review explores the various determinants of pathogenicity in Pectobacterium and describes approaches that have been developed to quench the quorum-sensing-dependent pathogenicity in Pectobacterium. These approaches range from signal degradation by physicochemical constraints to the identification of signal-sensing inhibitors and from the identification of enzymes degrading acyl-homoserine lactones to the construction of transgenic plants tolerant to Pectobacterium.     

钙磷对酸铝土壤中苜蓿根瘤菌迁移定殖和群体感应的影响

采用分室(内、外室)培养法,以紫花苜蓿及其耐酸根瘤菌91522为材料,在酸性土壤(pH4.45)中额外补充Al3+至中度铝毒水平,从培养装置根箱外接种,探讨了补充Ca2+、P后,耐酸苜蓿根瘤菌在酸性土壤上的存活、迁移以及群体感应的变化动态。结果表明,补充5 mmol kg-1Ca2+处理的土壤根瘤菌的数量在97 d种植期内均显著高于对照(Ca0P0,即无Ca2+无P处理),Ca2+5 mmol kg-1+P 0μmol kg-1处理近根区(距苜蓿植株根1～2 cm)土壤最大根瘤菌数量为同期对照的6.15倍;在此基础上补充P后根瘤菌的数量进一步增加,"Ca2+5 mmol kg-1+P 4μmol kg-1"处理近根区最大根瘤菌数量为同期对照处理的9.40倍。因此推断Ca2+和P的上述作用存在交互效应。施加Ca2+、P能够显著提高土壤中根瘤菌群体感应物质N-酰基高丝氨酸内酯衍生物(N-acyl-homoserine actones,AHLs)的含量,且Ca2+5 mmol kg-1效果好于Ca2+10mmol kg-1处理。根瘤菌数量在远根区(距苜蓿植株根6～8 cm)与近根区变化规律一致,即接种1周后根瘤菌数量由远根区向近根区逐渐增加,接种后30 d内达到最高值,之后数量下降并趋于稳定。但近根区根瘤菌数量和AHLs含量均高于远根区,说明宿主根际微环境也能够影响根瘤菌数量和群体感应。初步认为,酸性有铝土壤上补充Ca2+5 mmol kg-1和P 30μmol kg-1对耐酸根瘤菌的存活、迁移和群体感应有良好的改善效果。该处理最终显著地增强了对酸性土壤极为敏感的苜蓿植株的耐酸铝胁迫能力,较对照显著(p0.05)改善了酸铝胁迫下苜蓿的植株根鲜重(为对照的4.67倍)、地上部鲜重(3.10倍)、含氮量(2.47倍)和根瘤数(14.74倍)等农艺性状。