不同粘細(xì)菌來源的mts基因功能差異分析.pdf

1、自1998年日本學(xué)者首次分離得到海洋粘細(xì)菌以來，海洋粘細(xì)菌就受到廣泛關(guān)注。本實驗室經(jīng)過多年的探索，從海洋樣品中分離到了多株海洋耐鹽粘細(xì)菌。并以橙色粘球菌Myxococcus fulvus HW-1為材料，對其形態(tài)學(xué)、生理學(xué)和系統(tǒng)分類學(xué)等特征及運動和發(fā)育能力進行了詳細(xì)的分析。之后，為了研究海洋耐鹽粘細(xì)菌社會行為對海洋生境的適應(yīng)機制，以M．fulvus HW-1為受體菌，構(gòu)建了隨機插入突變菌庫，并從中篩選到了一株S-運動缺失的突變子，命名為

2、HL-1。對轉(zhuǎn)座子插入位點兩側(cè)的序列進行擴增，得到了13kb的DNA序列，經(jīng)生物信息學(xué)分析，該片段編碼6個功能相關(guān)的同向轉(zhuǎn)錄ORFs，命名為mts基因簇。后續(xù)的實驗表明，mts基因的插入失活導(dǎo)致HL-1的社會學(xué)行為嚴(yán)重缺陷，包括聚集能力減弱、S-運動缺失、A-運動受到影響、無法形成子實體及粘孢子形成能力大幅減弱等。但是在模式菌株Myxococcus．xanthus DK1622中，對mtsC同源基因MXAN1334進行行基因插入及敲除，

3、所得突變株的性狀變化并不明顯，儀在一定程度上影響了其S-運動及發(fā)育能力。 本文對剩余的五個mts同源基因MXAM332、MXAN1333、MXAN1335、MXAN1336及MXAN1337進行了基因敲除，并對缺失突變株的運動及發(fā)育能力進行了檢測，發(fā)現(xiàn)五個mts同源基因的敲除均對 DK1622的S-運動有所影響，而除mtsF同源基因外，其它的四個mts同源基因的敲除均導(dǎo)致DK1622的子實體形成及粘孢子發(fā)育能力有所削弱。但是DK

4、1622中mts同源基因所發(fā)揮的作用比HW-1中的mts基因所發(fā)揮的作用要微弱得多。 為了研究為什么mts基因簇在不同來源的粘細(xì)菌中發(fā)揮的作用有如此大的差異，以大腸桿菌-粘球菌穿梭質(zhì)粒pZJY41為載體，將Myxococcus．fulvus HW-1中的mts基因轉(zhuǎn)入相應(yīng)基因缺失的Myxococcus．xanthus DK1622缺失突變株中，構(gòu)建了一系列的回補突變株，并對回補突變株的聚集能力、運動能力、發(fā)育能力及對海水條件的適

5、應(yīng)進行研究，試圖進一步揭示mts基因簇的功能及作用機制，以及其在M．fulvus HW-1適應(yīng)海洋環(huán)境的過程中所發(fā)揮的作用。 之前的實驗結(jié)果表明，DK1622的缺失突變株的聚集及運動能力的削弱并不明顯，所以本部分實驗中，回補突變株的聚集能力及運動能力并沒有發(fā)生明顯變化，與對照組之間的差異并不明顯；而子實體形成能力則完全回復(fù)到了野生型的水平，說明回補突變株中的mts基因能夠正常表達，并發(fā)揮作用。 之后對回補突變株在海水條件

6、下的運動及發(fā)育能力進行了檢測。結(jié)果表明，在海水條件下，回補突變株的運動能力與對照組差異不大，且都隨海水濃度的增加而減弱。但是含有Myxococcus．fulvus HW-1 mts基因的回補突變株的發(fā)育能力卻得到了明顯的增強，首先表現(xiàn)在發(fā)育時間提前，HW-1 mts基因回補突變株比對照組提前24h完成聚集；其次，HW-1 mts基因回補突變株在較高的海水濃度（50％-60％）下，發(fā)育能力明顯要比對照組強。 總之，來源于Myxoc