根瘤菌感染烟草、水稻及豌豆凝集素基因在烟草中的表达

【摘要】： 本文用根瘤菌合成血红素基因hemA，根瘤菌固氮酶调节基因nifA，固氮 酶结构基因nifKDH，nifH的启动子与lacZ基因融合的质粒，通过三亲交配法 将其转入豌豆根瘤菌，接种烟草发根、烟草植株和水稻。结果表明β-半乳糖苷 酶有不同强度的组织化学染色反应，hemA染色最强，其它次之。显微镜观察 表明在烟草发根的维管束中柱鞘细胞、水稻根皮层细胞内和细胞间隙有根瘤菌 存在。从根中分离纯化细菌，LacZ染色，再回接豌豆结瘤和根瘤的LacZ染色， 证明是LacZ标记基因的豌豆根瘤菌，由此说明根瘤菌可以侵染非豆科植物烟草 和水稻。除了对烟草、水稻根进行LacZ染色外，还对其茎、叶进行了染色，结 果也有正反应现象，说明根瘤菌有可能由根向地上部分移动。另一方面，说明 根瘤菌的nifA、nifKDH、nifH的启动子在植物组织也可能起起动作用表达lacZ 基因。用上述不同启动子-LacZ标记的豌豆根瘤菌接种烟草，有促进生长发育 和提前开花的现象。 对豌豆凝集素基因转烟草的发根，用蛋白免疫原位杂交检测，表明该基因 的转译产物定位在根毛顶端。对发根接种豌豆根瘤菌、菜豆根瘤菌，结果只有 接种豌豆根瘤菌的发根出现瘤状物的结构。对其切片显微镜观察，可见细胞内 和细胞间隙有细菌颗粒存在，由于豌豆凝集素被认为是豌豆植物对其相应的豌 豆根瘤菌的识别因子，本结果初步表明有可能是转基因发根产生的豌豆凝集素 因子识别豌豆根瘤菌的结果。如果进一步得到证明，这一结果才具有重要的科 学意义，表明今后用基因工程的方法有可能扩大根瘤菌的宿主范围，使非豆科 植物有结瘤和固氮的可能性。