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假单胞菌株M18(Pseudomonas sp. M18)是从上海郊区甜瓜根际分离筛选到的一株具有生物防治功能的假单胞菌新种,其生防作用部分归功于其分泌的包括藤黄绿脓菌素(pyoluteorin,Plt)和吩嗪-1-羧酸(phenazine-1-carboxylic acid,PCA)在内的多个抗生物质。本研究试图在分子水平上了解M18菌株中phz合成基因簇的组成及GacA对M18菌株phz合成基因簇及菌群传感系统的调控。本研究内容主要包括三个方面:第一方面,根据假单胞菌株M18兼有荧光假单胞菌和铜绿假单胞菌的遗传学背景,而且假单胞菌株M18与铜绿假单胞菌均可以产生PCA,推测M18菌株与铜绿假单胞菌具有类似的phz合成基因簇。据此,设计保守引物并扩增得到M18的phz合成基因簇,序列分析显示,假单胞菌株M18与铜绿假单胞菌株PAO1(Pseudomonas aeruginosa PAO1)中的phz合成基因簇高度相似,各功能基因的同源性均在99%以上。但是,M18菌株phzA2-G2基因簇下游的非编码区与PAO1菌株不同,存在着三段单位长度为144bp的重复序列,说明M18菌株与PAO1菌株在遗传上存在着差异。第二方面,运用RT-PCR及构建phzA-lacZ转录融合,研究了M18菌株中两个phz基因簇的表达特点以及全局性因子GacA的调控作用。结果表明,在野生菌株M18中,phzA1-G1的表达量要明显高于phzA2-G2,GacA促进phzA1-G1表达,抑制phzA2-G2表达,区别性地调控两个phz基因簇的表达,但是,GacA在整体上抑制phz基因簇的表达,这与PAO1菌株中,GacA对phz基因簇的调控方式相反。第三方面,进一步研究了M18菌株中GacA对菌群传感(quorum sensing)系统的调控作用,表明gacA基因突变对菌群传感系统中lux家族基因中的lasI表达量无显著影响,但正调控las系统下游的rhlI表达量。结合本实验室已有的las及rhl系统对PCA的调控形式研究,说明GacA对phz基因簇表达的调控主要不通过las及rhl菌群传感系统实现。在M18菌株和PAO1菌株中,GacA对吩嗪类产物合成及菌群传感系统的差异性调控可能是两个菌株在各自不同生境下长期进化的结果。