苏云金芽孢杆菌luxS基因的克隆表达及对植物抗病的影响

【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