外源AHL对中慢生型天山根瘤菌群体感应系统作用的初步研究-土壤.PDFVIP

土 壤 (Soils), 2009, 41 (1): 67~71 外源 AHL 对中慢生型天山根瘤菌群体 ① 感应系统作用的初步研究 徐 翔，郑会明，杜寒春，汪 洋，钟增涛* ，朱 军 （南京农业大学生命科学学院, 农业部农业环境微生物工程重点开放实验室，南京 210095 ） 摘 要： 通过将天山根瘤菌中的自体诱导物合成酶基因mrtI 在转录水平融合lacZ 构建了5’mrtI-lacZ 融合表达菌株HMZ1 。 利用多株不同属的根瘤菌上清液对该菌株进行诱导，发现有 3 株豌豆根瘤菌和 1 株三叶草根瘤菌上清提取物能诱导 mrtI 基因的 表达，且外源上清量越多，mrtI 被诱导的程度越高，TLC 的结果则显示它们可能有着相同的AI 。该结果显示在相同功能的细菌 间存在信号交流，为进一步研究群体感应调节在共生固氮上的作用提供了理论及实践依据。 关键词：群体感应；自体诱导物；中慢生型天山根瘤菌 中图分类号：Q933 - 群体感应（quorum sensing , QS ）是指当细菌的数 中的分子氮，与植物建立互惠的共生关系[7 8] 。根瘤菌 量达到一定的密度（quorum ）时才能发生的感应 在植物细胞中形成的类菌体具相当的细胞密度，而根 （sensing ）现象，即细菌能够通过某些特定信号分子 瘤菌作为一类革兰氏阴性细菌，存在 acyl －HSL 类信 的浓度变化来感知周围环境中自身或其它细菌的数量 号分子，可以引起群体感应调节，参与调节共生固氮 变化，当信号分子达到一定浓度阈值时，启动相关基 相关基因的表达。 - 因的表达来适应环境的变化[1 2] 。参与调节群体感应信 在本实验室以前的工作中已经发现并鉴定出了 号分子合成及其相关操纵元组成的系统被称为群体感 M.tianshanense 中的自体诱导物合成酶基因mrtI和群体 应系统。革兰氏阴性细菌中的 QS 系统主要由 N 感应调控蛋白基因mrtR[9] 。本实验的研究目的是通过 -acyl-homoserine lactones （AHL ）类信号分子及其受体 构建一株中慢生型天山根瘤菌外源自体诱导物的检测 蛋白组成；革兰氏阳性细菌不产生 AHL ，其 QS 系 菌株，通过研究其它根瘤菌自体诱导物对该系统的影 统主要利用 Autoinducing peptide （AIP ）为信号分子 响，进而分析不同根瘤菌之间群体感应系统的相互作 [3] 。除了具有细菌特异性的 AHL 或 AIP 信号分子， 用，对研究不同根瘤菌之间的交互感应有重要意义， 还有一类 AI-2 型信号分子[4]，其在所有细菌中均为呋 同时有助于了解根瘤菌在豆科植物细胞内的生理行 喃酰硼酸二酯，细菌可以利用这类信号分子感知其它 为，为进一步了解根瘤菌与植物相互作用进行共生固 细菌数量来调控自身的行为。目前，在许多原核生物 氮这一复杂的生物过程提供理论依据。 中都发现了群体感应系统，调节其各种生理学反应和 1 材料和方法 某种特定功能，如：生物发光、质粒转移、生物膜形