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利用本实验室所构建的高效检测菌株KYC55(pJZ372)(pJZ384)(pJZ410)在中慢生华癸根瘤菌(Mesorhizobium huakuii CCBAU 21173)中检测到自体诱导物分子的存在,为了进一步确认该信号分子的特性和中慢生华癸根瘤菌的群体感应系统在与紫云英共生结瘤中的作用,本实验通过构建转座子文库的方法,成功地筛选到了两株不产生自体诱导物的突变株YJG2和YJG4。 为了确定突变株中转座子的插入位点,运用了任意PCR(arbitrary PCR)的方法得到了转座子两端的基因序列。对两株突变株的基因序列的分析显示:YJG2突变株的转座子所插入基因的产物与Ralstonia metallidurans CH34的肽酶M20D具有较高的同源性(72% identity);YJG4突变株的转座子插入的基因所编码的蛋白与Mesorhizobium loti MAFF303099的未知蛋白(ML19148)具有一定的相似性(38% identity),并且该基因(m119148)位于肽类ABC转运系统的操纵子上。 虽然在中慢生华癸根瘤菌中检测到了AHL类的自体诱导物的存在,然而以上两个自体诱导物缺失突变株的序列分析却显示自体诱导物的合成酶基因并不是luxⅠ家族基因的同系物,而涉及到了肽类的合成和转运。为了进一步确认自体诱导物分子的性质,将A.tumefaciens的AHL内酯酶基因attm转化至华癸根瘤菌中并检测其上清中的自体诱导物的活性,同时也转化至A.tumefaciens中作为对照。attm基因在华癸根瘤菌中的超量表达并没有降低其自体诱导物的活性,而A.tumefaciens对照中的自体诱导物却显著减少,该结果表明中慢生华癸根瘤菌中的自体诱导物分子并非大多数G~-细菌所共有的AHLs的结构,综合两个自体诱导物缺陷突变株的插入基因为肽类的合成与转运系统的序列分析结果,推测中慢生华癸根瘤菌产生的自体诱导物为环二肽。同时发现高pH条件能大大降低该分子的稳定性。 两个突变株与野生型在TY培养基的生长曲线显示,突变株的生长速率比野生型明显增快,并比野生型提前进入稳定期,该结果表明中慢生华癸根瘤菌中自体诱导物的存在抑制了菌体的生长,推测其原因可能是为了避免菌体在侵染植物根部时由于过多的细胞存在而诱导了植物的防御反应。 根毛吸附实验数据显示,突变株分别吸附了约10~4和7×10~5的细菌数(每5棵根),而野生型只吸附了600个,该结果表明中慢生华癸根瘤菌的群体感应系统可能负向地