调控因子AbrB对解淀粉芽孢杆菌SQR9根际定殖的影响及分子机制研究

【摘要】芽孢杆菌分布广、生命力强大,能产生丰富的代谢产物,具有抑制多种植物病原微生物的作用,是应用微生物学领域的研究热点。近年来生物防治以其无毒环保等优势得到越来越广泛的应用,而芽孢杆菌是重要的PGPR菌株(Plantgrowth-promotingrhizobacteria),在生物防治领域日益受到关注。根际定殖能力是根际有益菌发挥生防功能的先决条件,因此研究PGPR菌株在植物根际的定殖行为,及其与植物根系的相互作用,有助于揭示菌-植互作的机理,为充分发挥PGPR在农业生产上的应用提供理论依据。而AbrB作为芽孢杆菌的全局调控因子受到广泛关注。解淀粉芽孢杆菌SQR9是本实验室分离保存的一株重要的植物根际有益菌,为了探索AbrB对解淀粉芽孢杆菌根际定殖的影响,本文围绕SQR9菌株与根际定殖息息相关的重要表型特征,研究了SQR9菌株在生物膜形成、化学趋化及群集运动等的调控机制。1.本文构建了abrB基因缺失突变菌株,通过比较野生型SQR9菌株与abrB突变菌株之间的表型差异,我们发现：相对于野生型菌株,abrB突变菌株的生物膜更加紧致多褶皱,成膜菌数高出野生型50%左右;abrB突变菌株对黄瓜根系分泌物的趋化能力是野生型菌株的2倍；abrB突变菌株在黄瓜根际定殖能力比野生型菌株提高了1倍多。另外,发现abrB突变菌株和野生型SQR9菌株拮抗黄瓜尖孢镰刀菌的能力相差不大,但abrB基因突变使得SQR9菌株对黄瓜枯萎病的防治效果提高了1倍左右,表明根际定殖是根际有益菌发挥生防作用的重要因素。2.本文通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)对相关基因的转录水平进行分析,发现abrB突变菌株的生物膜合成基因和化学趋化的受体活性基因表达水平均显著高于野生型菌株。同时,抗菌脂肽surfactin6勺合成基因表达量也大幅度提高,暗示surfactin可能在解淀粉芽孢杆菌SQR9菌株的根际定殖过程中也发挥了重要作用。3.本文对surfactin的合成基因srfAA进行插入突变,发现与野生型菌株相比,丧失了surfactin合成能力的srfAA突变菌株的生物膜形成能力下降,生物膜结构表面无褶皱且脆弱易破碎,成膜菌数降至野生型菌株的一半,出现群集运动能力缺陷。综上所述,转录调控因子AbrB除了能直接调控解淀粉芽孢杆菌SQR9生物膜及趋化活动的相关基因的转录,还能够通过调控surfactin6勺产量来间接调控生物膜及群集运动能力,从而全局调控解淀粉芽孢杆菌SQR9菌株在植物根际的定殖能力,在一定程度上抑制了SQR9菌株在植物根部的定殖能力及生防潜能。
【作者】翁君；
【导师】张瑞福；
【作者基本信息】南京农业大学，植物营养学，2013，硕士
【关键词】解淀粉芽孢杆菌；生物膜；定殖；abrB；表面活性素；

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