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根瘤菌感染烟草、水稻及豌豆凝集素基因在烟草中的表达

王逸群  
【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。


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