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，卷:6(3)
加入透明颤菌血红蛋白基因可缓解枯草芽孢杆菌DK1042生物膜的形成
Riddhi Vyas以及
印度巴罗达的Maharaja Sayaji Rao大学
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生物膜的形成通常被认为是一种压力细菌对各种细胞和环境信号的反应所采取的对抗策略。呼吸功能受损触发枯草芽孢杆菌生物膜的形成。众所周知，透明颤菌血红蛋白(VHb)可以向呼吸链提供氧气，从而促进包括芽孢杆菌在内的多种细菌的有氧生长和生物产物合成。尽管VHb可以促进呼吸作用，但很少有人研究它对生物膜形成的影响。通过对B. subtilis DK1042进行基因改造，在一个amyE位点上通过双交叉事件，分别在P43启动子的2个和5个拷贝下形成了两个包含vgb-gfp操纵子的整合子NRM1113和NRM1114。在溶生肉汤(LB)和添加1%甘油和0.1mM锰(LBGM)的LB中，VHb对整合剂和野生型(WT)生物膜形成的影响进行了评估。在这里，我们报道了在不同条件下，B. subtilis DK1042中vgb基因的基因组整合减缓了生物膜的形成和相关的产孢。在摇瓶培养的微量培养基中，它也减少了与产孢相关的棕色色素。这些结果表明，VHb介导的长时间植物状态可能会增加宿主芽孢杆菌所期望的生物产物的产生。在LBGM介质和高渗条件下，生物膜形成的减少表明VHb对整个过程有深远的影响监管网络控制生物膜的形成。使用含有芽孢杆菌的VHb生物肥料将在其根际固着生活方式中具有巨大的优势，可提高其促生性能Rhizobacteria(PGPR)和根治药。
基因编码结构成分的表达研究生物膜在LB和LBGM中，NRM1113中bslA基因下调70%，与NRM1113中皱纹的减少相关。此外，在LB、LBGM和高渗透压条件下，NRM1113的菌落扩张比WT增加。VHb的表达改变了不同宿主细胞的各种过程，我们的研究表明VHb在B. subtilis DK1042中调节生物膜的形成、产孢和pulcherriminic acid的形成。将CaMV35S双启动子与编码透明颤菌(细菌)血红蛋白(VHb)的Myc-vhb基因融合的嵌合结构引入拟南芥，在不同生长条件下培养转基因植株压力以研究一般现象为目的的条件。分子分析表明，外源vhb能够稳定地整合到拟南芥中基因组并成功表达。vhb的本构表达提高了转基因种子的发芽率。在淹水条件下，体外和体内生物分析表明，vhb的表达可以保护转基因植物免受长时间淹水的影响。在标准生长条件下，转基因植物的叶盘显示出对亚硝化反应的耐受性增强压力硝普钠(SNP)所致。叶绿素a、b、总含量差异显著蛋白质含量在转基因、野生型(WT)和空白转化(CK)植物之间观察了电导率。经百草枯处理后，VHb、WT和CK在氧化胁迫下无显著差异。VHb的表达也影响了一些拟南芥内生基因的水平，这些基因参与氧代谢和代谢抗氧化剂生物合成;在转录水平上调它们的表达。信用证吗?质谱分析显示VHb的表达改变了植物的次生代谢，这可能反映了额外的代谢物的产生可能增强了保护能力。由于抗坏血酸等抗氧化剂的增加，VHb转基因植物对光氧化损伤的耐受性更强。这些结果表明，vhb基因可能在分子育种中有潜在的应用价值压力植物耐药和精细化学品生产。在本研究中，我们建立了一个系统来研究枯草芽孢杆菌与番茄植物。我们证明了B. subtilis形成健壮的生物膜在番茄植物的根依赖于基质基因。我们进一步表明，生物膜的形成可以诱导从渗出物番茄这种反应主要依赖于四种激酶之一的KinD。KinD是一种完整的膜蛋白，表现出与小分子传感蛋白的CACHE结构域相似的胞外结构域(Wu et al.， 2008;Zhang and Hendrickson, 2010)。在KinD CACHE结构域的突变体中，根上生物膜的形成和对根分泌物的响应被阻断，我们推断这是负责感知植物根释放的一个或多个信号的。最后，我们确定了一组小分子，大量存在于番茄根分泌物。其中有l -苹果酸，之前也被确定为由植物根大量分泌。
