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钙化裂须蓝细菌scpatS与schetR基因的克隆与功能初探

胡璠  
【摘要】:鱼腥蓝细菌Anabaena sp.strain PCC 7120是蓝细菌分子生物学研究的模式菌株。在缺乏化合态氮的情况下,其菌丝体上将有一部分营养细胞分化为具有固氮功能的异形胞。在其异形胞的发育过程中,存在两个起中心调控作用的基因hetR和patS。hetR促进异形胞的发育而patS抑制异形胞的发育。近年来的相关研究发现,在不产异形胞不具有固氮功能的丝状蓝细菌的基因组中也存在hetR与patS的同源基因,但它们的功能还很少有研究报道。 本研究采用不分化异形胞不能进行固氮作用的丝状蓝细菌钙化裂须蓝细菌Schizothrix calcicola作为研究材料。由于钙化裂须蓝细菌尚未经过全基因组测序,本研究根据几种蓝细菌中保守的hetR基因序列,通过设计简并性引物以及利用染色体步查技术获得钙化裂须蓝细菌基因组中的一段2893 bp的可能与鱼腥蓝细菌hetR同源的核苷酸序列,通过生物信息学分析,发现该序列包括两个ORF,分别与鱼腥蓝细菌中hetR和patS同源,因此分别命名为schetR和scpatS。由于钙化裂须蓝细菌的基因转移系统尚未建立,本研究通过三亲本接合转移的方法,将自身启动子驱动的scpatS与schetR以及强启动子petE驱动的schetR转入鱼腥蓝细菌AnabaenaPCC 7120中进行功能分析。 本研究的结果以实验证据证实钙化裂须蓝细菌基因组中存在hetR和patS的同源基因scpatS与schetR,而且scpatS与schetR具有与鱼腥蓝细菌中patS与hetR相似的功能;同时在其它丝状蓝细菌中存在hetR和patS的同源基因可能还有更深层次的生物学意义。


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