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《华中师范大学》 2004年
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苏云金芽孢杆菌luxS基因的克隆表达及对植物抗病的影响

张勇  
【摘要】: 群体感应(Quorum sensing,QS,又称阈值敏感)是细菌根据种群密度大小进行细胞内或细胞间信息交流,协调群体行为并调控基因表达的一种方式。QS系统可分为两种典型的类型,即革兰氏阴性细菌的LuxI/LuxR型QS系统,革兰氏阳性细菌的寡肽/双组分型QS系统,分别以酰基高丝氨酸内酯(acyl-homoserine lactones,AHL)、寡肽(autoinducing peptide,AIP)为信号分子。哈氏弧菌(Vibrio harveyi)的QS系统很特殊,既能识别AHL分子(AI-1),又能识别一种新的信号分子AI-2。AI-2的结构和生物合成途径已被确定,其产生依赖于LuxS蛋白。目前认为AHL和AIP都是种特异性信号分子,可能有助于细菌进行种内交流;而AI-2是一种“通用”信号分子,有助于细菌进行种间交流。对QS系统信号分子的深入研究将有助于了解细菌与宿主的信息交流,揭示种内和种间细胞交流以及信号传递的新机制,达到对细菌病害进行防治的目的。 本论文研究了苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)中luxS基因的克隆表达及将该基因转化烟草后对抗病的影响。首先通过生物发光实验检测到苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)的培养液可以诱导特异性检测AI-2信号分子的哈氏弧菌报告菌株BB170发光,表明Bt中含有群体感应信号分子AI-2的合成基因luxS。通过比对已报道B.anthracis、B.cereus的luxS基因序列后设计引物,采用PCR法进行克隆,得到的片断经测序后大小为474bp,与B.cereus、B.anthracis的luxS基因的核苷酸同源性分别为96.8%,96.6%,氨基酸序列同源性都为98.7%。系统发育分析也验证了同源性比较的结果,证明该基因为Bt的luxS基因。将该基因插入融合蛋白表达载体pPROEX HTa中,转入大肠杆菌DH5α中表达后,其培养液过滤上清可以诱导BB170发光,表明该基因产物具有LuxS蛋白活性。进一步将Bt中克隆出的luxS基因构建到植物高效表达载体pCAMBIA 1305.2中,通过根癌农杆菌介导法转入烟草。利用哈氏弧菌生物发光实验检测到该基因在烟草中得到表达,并通过病毒接种实验观测到转化烟草被诱导的抗性反应。
【学位授予单位】:华中师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:Q786

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