微生物与生化技术杂志

抽象的

重组中华根瘤菌1021中蓝藻素代谢对与苜蓿共生的影响

Yasser Abd-El-Karem、Rudolf Reichelt、Martin Krehenbrink 和 Alexander Steinbüchel1

本研究旨在研究根瘤菌中富氮聚合物蓝藻素的合成和降解对豆科植物共生固氮和作物产量的影响。为此，将 Anabaena sp. PCC7120 的蓝藻素合成酶单独或与来自同一细菌的细胞内蓝藻素酶（野生型或多羟基丁酸阴性 (PHB-) 突变体）一起在共生菌 S. meliloti 1021 的菌体中表达，并研究其对苜蓿宿主植物生长的影响。所有菌株均诱导宿主形成固氮根瘤，但各种参数存在明显差异。感染仅表达蓝藻素合成酶的野生型紫花苜蓿植株的茎部氮含量明显低于接种野生型的植株，而氮固定率高于接种野生型的植株，但除蓝藻素合成酶外还表达蓝藻素酶的 S. meliloti 1021 的野生型表型则超过了野生型。感染仅表达蓝藻素合成酶的 PHB 突变体的植株的生长与感染同时表达或不表达两种蛋白质的 PHB 突变体的植株相比受到严重损害。产生蓝藻素合成酶和蓝藻素酶的野生型 S. meliloti 1021 诱导的根瘤切片的透射电子显微照片显示，与野生型、PHB 突变体或所有其他重组 S. meliloti 菌株诱导的根瘤相比，粗面内质网和高尔基膜延伸得更远，这表明这些根瘤中的代谢活性更高。