华癸中慢生根瘤菌7653r细胞分裂相关基因ftsz1缺失突变和共生表型地研究论文.pdf

华中农业大学硕士学位论文华癸中慢生根瘤菌7653R细胞分裂相关基因ftsZ1的缺失突变和共生表型研究姓名:谷慧琳申请学位级别:硕士专业:微生物学指导教师:李友国 201106 华癸lII慢生根瘤菌7653R细胞分裂丰1I关基因ftsZ!的缺火突变硐l共生表型研究摘要 fisZ基因是一个重要的细胞分裂相关基因,在真细菌中保守存在,在部分古菌和真核生物中也有发现。FtsZ蛋白在原核细胞及叶绿体、线粒体等质体分裂过程中发挥重要作用。当染色质复制并完成拟核分离,FtsZ即最早出现在分裂位点,直接参与并起始细胞分裂环的形成。大多数物种一般只含有一个fisZ基因,有些物种基因组含有两个或更多的.∥谄基因。研究发现多种根瘤菌基因组中含有两个flsZ基因: fisZl和flsZ2。FtsZl和FtsZ2虽具有一定的同源性但存在结构上的差异。华癸中慢生根瘤菌7653R与紫云英共生形成不定型根瘤,具有不定型根瘤类菌体的典型分化特征,且其基因组中含有两个细胞分裂相关基因fisZ。本研究旨在探讨其细胞分裂相关基因flsZl在类菌体分化发育过程中的功能。首先通过构建同源重组置换载体,利用三亲本接合转移和选择培养基,。对突变株的培养特征和共生表型进行了进一步的检测分析等实验研究。结果表明:、大小和生长速度与野生菌株7653R没有明显差异;在共生条件下,与突变株Z5—17共生的宿主紫云英植株表现出明显的氮饥饿状态,形成白色小瘤,仅检测到极微弱的固氮酶活性,但结瘤数量明显增多。根瘤组织石蜡切片和电镜切片观察发现,突变株Z5一17类菌体细胞分化异常,功能性共生体形成受阻,根瘤菌持续性侵染一结瘤固氮的过程中断,根瘤表现出明显的提前衰老特征。最后,采用荧光定量PCR检测了fisZl基因的表达水平和特性,发现其自生培养条件下的表达水平明显高于共生条件。综合以上结果,不难看出加刁基因突变虽不影响华癸中慢生根瘤菌7653R培养条件下的生理特性,但显著影响了其与紫云英的共生固氮功能,fisZl的正常表达为类菌体分化、并形成功能性共生体所必需。关键词:华癸中慢生根瘤菌,ftsZ,突变,类菌体分化,固氮功能华中农qk人学201 l届硕士学位论文 Abstract ftsZ is allimportant cell-division gene,which ubiquitously existsineubacteria,also insome Arehaeas and protein iscrucial forthedivisionprocesses of prokaryotic cellandplastids,such aschloroplastand chromosome replication andseparation pleted,FtsZ protein appears atthedivision siteearliest, thenparticipate inthe initiationofdivision there isonly one flsZ gene inmostspecies,but some particular ones havemore than studies revealthatsomerhizobiaspecies havetwofts乃:namelyfisZlandflsZ2,which encoded twoFtsZs withsignificant sequence similarity butdifference inultrastructure. Mesorhizobiumhuaku豇7653R which could formindeterminate nodules on legume plant-Astragalus sinicus,has thetypical characteristics ofbaeteroid differentiation in indeterminate nodules and twoflsZs gene work aimed atinvestigating the function cell-division geneflsZl during theprocess ofbaeteroid ,areplacement vector,with which partial deletionin