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suhB基因对绿针假单胞菌HT66生防能力的影响
宗媛娜 彭华松 张雪洪
植物根际促生菌(Plant Growth-Promoting Rhizobacterium,PGPR)能够促进植物的生长发育、降低植物发病率,在植物病害生物防治及生态农业领域具有重要意义。绿针假单胞菌(Pseudomonas chlororaphis) HT66是一株兼具生防安全性和吩嗪-1-甲酰胺(Phenazine-1-Carboxamide,PCN)高产的PGPR,具有广阔的应用前景。非编码RNA (ncRNA) SuhB在细胞多个过程的代谢调控中发挥重要作用,但suhB基因在绿针假单胞菌中发挥的功能尚不明确。本研究通过构建suhB基因缺失和回补的绿针假单胞菌HT66突变菌株,探究suhB基因对菌株HT66生物学功能的影响。研究表明suhB基因参与了菌株生长、生物膜形成、群集运动及PCN合成等多个过程的调控。本研究为该菌株的代谢改造与生防应用提供了理论基础。
摘要
【背景】绿针假单胞菌(Pseudomonas chlororaphis) HT66是一株兼具生防安全性和吩嗪-1-甲酰胺(Phenazine-1-Carboxamide,PCN)高产的植物根际促生菌,在生物防治、生态农业及可持续发展农业领域具有广阔的应用前景。非编码RNA (ncRNA) SuhB参与了细胞中多个过程的代谢调控。
【目的】探究suhB基因对绿针假单胞菌HT66生防能力的影响。
【方法】以同源重组的方法无痕敲除suhB基因构建突变菌株HT66ΔsuhB,利用质粒回补suhB基因构建突变菌株HT66ΔsuhB-pBBR-suhB,研究suhB基因对菌株生长状态、生物膜形成、群集运动及PCN合成的影响。
【结果】缺失suhB基因后,菌株HT66生长缓慢,平台期滞后12 h,而且生物量减少为野生型的61.6%;在KMB培养基中单位细胞PCN产量最高达109.5 mg/g,为野生株的2.1倍;生物膜形成量明显增加,为野生型的1.8倍;在运动性检测平板上,野生株的运动半径为21 mm,而suhB突变株的运动半径缩减至9.7 mm,群集运动能力明显下降。suhB基因回补突变株上述生物学功能同野生株相似。在突变株HT66ΔsuhB中,pME6015-phzI-lacZ融合质粒表达的LacZ酶活与野生型差异不显著;pME6015-phzR-lacZ融合质粒表达的LacZ酶活显著上升,为野生型的3.1倍;pME6522-phzAp-lacZ融合质粒表达的LacZ酶活为野生型的1.8倍。
【结论】绿针假单胞菌HT66中suhB基因参与了菌株生长、生物膜形成、群集运动及PCN合成等多个过程的调控。本研究为该菌株的代谢改造与生防应用提供了理论基础。
图1 HT66ΔsuhB突变株构建图谱
Figure 1 Construction map of HT66ΔsuhB mutant
图2 lacZ融合报告质粒构建图谱
Figure 2 Construction map of lacZ fusion reporter plasmid
图3 HT66菌株中suhB基因的敲除和回补的PCR验证
Figure 3 PCR confirmation of the suhB deletion and complemented in HT66 strain
图4 suhB基因敲除和回补对HT66菌株生长的影响
Figure 4 Effects of suhB gene’s deletion and complemented on the growth in HT66 strain
图5 suhB基因敲除对HT66菌株PCN合成的影响
Figure 5 Effects of suhB gene’s deletion on the yield of PCN in HT66 strain
图6 suhB基因敲除对HT66菌株生物膜形成的影响
Figure 6 Effects of suhB gene’s deletion on the biofilm formation of HT66 strain
图7 suhB基因敲除对HT66菌株群集运动的影响(P<0.05)
Figure 7 Effects of suhB gene’s deletion and complemented on the swarming motility of HT66 strain (P<0.05)
图8 SuhB对菌株HT66中PCN合成相关基因表达的调控作用
Figure 8 Effects of SuhB on expression of the PCN biosynthetic operon in HT66 strain
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微生物学通报
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本期制作:赵彬涵
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