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苜蓿中华根瘤菌(Sinorhizobiummeliloti)Rm1021是研究根瘤菌和豆科植物共生作用的模式菌株,于2001年完成基因组测序,GntR家族转录因子是Rm1021菌株中是第二大类转录因子。GntR家族转录因子在原核生物中普遍存在,调控各类重要代谢途径,对细胞的生长和发育起着不可替代的作用。有一些gntR家族转录因子在其它细菌中的已经研究的相当清楚,但在根瘤菌中的研究却很少。为了弄清根瘤菌GntR家族转录因子在的调控机制,我们对苜蓿中华根瘤菌(S.meliloti)Rm1021基因组序列进行了全面的分析。搜索到55个编码GntR家族转录因子的候选基因,根据序列同源性将其分成4类,3类可以归属到已有的分类中,另外还有单独列为一类。利用自杀性质粒,对这些候选基因进行了逐一定向突变,获得了55个gntR基因突变株。对所有突变体从共生和自生表型的进行筛选。
共生方面的筛选结果表明,所有的突变体都能诱导紫花苜蓿根部形成有效瘤,接种植株在无氮条件能够正常生长。关于这些突变体与野生型Rm1021在结瘤竞争性和结瘤动力学方面是否存在差异则需要进一步的研究。
自生方面的筛选结果表明,所有突变体产生的多糖与野生型没有明显差异。在泳动能力方面,筛选到两个在半固体LB/MC培养基上运动变慢的突变株,gtrA1和gtrB1突变株。gtrA1和gtrB1突变株的生长变慢,停滞期的细胞最大产量低于野生型。进一步的研究还发现gtrA1和gtrB1突变株虽然可以侵染宿主植物,形成正常根瘤,但是固氮能力有所下降,尤其是竞争性结瘤能力显著下降。至于它们的调节机制,还有待进一步的研究。