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Cytophaga hutchinsonii是一种具有极强降解结晶纤维素能力的纤维素降解细菌,其在自然界中广泛存在。C. hutchinsonii不依赖于鞭毛或纤毛却能在玻璃表面迅速运动,其运动机制一直是未解之迷。C. hutchinsonii不分泌游离的纤维素酶也没有纤维小体结构,却能够高效的降解结晶纤维素,其降解机制也不清楚。C. hutchisonii降解结晶纤维素时,菌体有序的排列在纤维素纤维上,因此,研究者认为C. hutchinsonii的运动有助于纤维素的降解。通过对纤维素降解情况的研究,会促进纤维素生物质资源的开发利用。近几年,实验室的遗传操作体系已经基本建立起来,C. hutchinsoii的相关研究工作已进入到分子水平。本文通过转座子Tn4351插入突变,寻找影响C. hutchinsoii纤维素降解及滑动的基因,并对发现的影响C. hutchinsoii滑动的基因CHU1798进行了功能研究,并以此滑动缺陷菌株,对C. hutchinsoii滑动与纤维素降解之间的关系进行了研究。具体内容与结果如下:1.转座子Tn4351突变子文库的构建及滑动相关基因的筛选通过转座子Tn4351构建C. hutchinsonii突变子文库,并依据滑动性及纤维素降解能力变化等表型对700株突变子进行筛选,筛选到三株运动能力完全缺失的突变株,通过反向PCR确定了转座子插入位点,CHU1798, CHU3693,CHU3620,并对CHU1798及CHU3693两个基因进行了敲除。2.CHU1798基因的功能研究我们通过转座子Tn4351插入突变以及基因敲除技术,确认了影响C.hutchinsonii琼脂表面菌落扩散及单个菌体玻璃表面运动的基因CHU1798。生物信息学发现,CHU1798编码一个未知功能蛋白,C末端为一个未知功能的结构域CHUC。Blast比对发现,与CHU1798序列相似性大于30%的三个同源蛋白都含有CHUC结构域,而且这三个蛋白都存在于拟杆菌中,分别是Cytophaga aurantiaca, Segetibacter koreensis, Niastella koreens is GR20-10,这三个菌株含有F. johnsoniae滑动的大部分同源基因。因此,我们认为,CHU C结构域的蛋白可能参与拟杆菌的运动。F. johnsoniae是研究细菌滑动的模式菌株,至今已有19个滑动相关基因被确定,C.hutchinsonii含有上述所有滑动基因的同源基因,因此研究者认为C.hutchinsonii与F. johnsoniae可能具有相同的滑动机制,然而在F. johnsoniae我们并没有找到CHU1798的同源蛋白,敲除掉Fjohnsoniae中关键滑动蛋白SprB的同源蛋白CHU-2225后,菌株并没有失去滑动能力,而且,C.hutchinsonii表面也未观察到类似于F. johnsoniae菌体表面纤毛的结构,因此,我们猜测,C. hutchinsonii可能存在一种新的滑动机制。CHU1798敲除菌株不能在琼脂表面扩散运动,也失去了单个菌体玻璃表面运动的能力,CHU1798敲除菌株仍能高效的降解滤纸,液体培养条件下也能高效的降解结晶纤维素Avicel PH101,然而,在纤维素双层平板实验中,CHU1798敲除菌株却不能降解纤维素,以上结果表明:运动能够有效的帮助C. hutchinsonii接触纤维素底物,但是只要菌体在接触到纤维素的条件下,滑动对纤维素的降解是没有帮助的。扫描电镜观察发现,菌体在接种初期,敲除株在纤维表面的排列是无序的,然而当菌体数量较多时,菌株排列趋向有序,因此,我们认为单个菌体的运动能力影响到了其在纤维表面的定植过程,但不影响后期的有序排列。