【摘要】：在細菌中,已經發(fā)現了兩類磷酸轉移酶系統(tǒng)。其中糖磷酸轉移酶系統(tǒng)(Sugar PTS)主要負責碳源的轉運,而氮磷酸轉移酶系統(tǒng)(PTSNtr)主要發(fā)揮著調控功能。PTSNtr系統(tǒng)包含EⅠNtr,NPr, EⅡANtr三個主要蛋白�；钚粤姿峄鶊F通常來自磷酸烯醇式丙酮酸(PEP),通過兩個磷酸轉移酶蛋白EⅠNtr和NPr轉移至EⅡNtr。本實驗室前期研究發(fā)現費氏中華根瘤菌Sinorhizobium fredii CCBAU45436的EⅠNtr缺失突變株與豆科宿主共生時表現出明顯的缺陷表型。本論文將重點研究S. fredii CCBAU45436中PTSNtr系統(tǒng)在共生互作過程中的作用機制。S,frediiCCBAU45436可以與大豆(有限瘤)及木豆(無限瘤)高效共生固氮。實驗結果顯示,編碼PTSNtr中EⅠNtr及NPr的ptsP, ptsO單刪除突變株接種大豆及木豆時均表現出了嚴重的共生缺陷,然而編碼EⅡANtt的ptsN單刪除突變株在接種大豆及木豆時的共生表型與野生型無顯著差異。通過觀察接種各突變菌株的大豆及木豆的根瘤切片,發(fā)現接種ptsP及ptsO突變株的根瘤中每個共生體內的類菌體數量及PHB(聚p-羥基-丁酸酯)含量相對于接種野生型菌株CCBAU45436的植株均顯著減少；接種ptsN突變株的根瘤中類菌體數量及PHB含量略高于野生型。然而ptsP及ptsO的這些缺陷表型在雙刪除突變株ptsPN及ptsON中都得到了一定程度的恢復。這些結果暗示：非磷酸化的EⅡANtr對共生固氮起到了一定的抑制作用,而磷酸化的EⅡANtr似乎不是S. fredii CCBAU45436與大豆及木豆共生所必需的。然而,相關突變株在接種大豆及木豆時的競爭結瘤實驗表明：單刪除突變株ptsP及ptsO分別與CCBAU45436共同接種于木豆和大豆時,其競爭結瘤能力顯著降低,而且ptsN及雙刪除突變株ptsPN的競爭結瘤能力也顯著低于野生型菌株。說明非磷酸化的EⅡANtr在競爭結瘤過程中也發(fā)揮了潛在的正向調控作用。為了較為全面地揭示ptsP及ptsO突變株的共生缺陷表型,本研究進一步對接種植株及根瘤和類菌體狀態(tài)進行了跟蹤觀察。實驗結果顯示,ptsP及ptsO突變株在接種大豆時,根瘤形成初期所結的根瘤與野生型并無差異——根瘤切面均為紅色；然而相對于接種野生型菌株的根瘤,其根瘤出現了早衰的表型。ptsP突變株在接種木豆28天時所表現出的共生缺陷,在54天時有顯著恢復,67天時恢復至與野生型類似。結合共生能力的跟蹤結果及根瘤內類菌體的數量和PHB含量的觀察,推測ptsP及ptsO突變株共生能力的變弱有可能與其碳源供給不足有關。因此,我們進一步構建了編碼糖PTS中主要組分EI的ptsⅠ的單刪除突變株及ptsPⅠ雙刪除突變株,并分析了他們與大豆及木豆的共生表型,結果顯示：接種ptsⅠ菌株的植株并沒有表現出缺氮表型；而ptsPⅠ表現出了與ptsP類似的共生缺陷。說明PTSNtr在共生互作過程中的調控作用可能并不依賴糖PTS。而針對ptsP突變株及野生型菌株中EⅡANtr的Western實驗也說明：EⅠNtr可能是EⅡANtr磷酸基團的主要來源。
[Abstract]:In bacteria, two types of phosphotransferase systems have been found. Among them, glycosyltransferase system (Sugar PTS) is mainly responsible for the transport of carbon source, while nitrogen phosphatase system (PTSNtr) mainly plays a regulatory role. PTSNtr system contains three main proteins, E 鈪，

本文編號：2438298