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硫是细胞中必不可少的大量元素,许多生物大分子中都含有硫。在蛋白质中,多肽中的二硫键在维持蛋白质结构中发挥重要作用;同时硫元素在生物体的催化和电化学传递功能中起着重要的作用。cysDN基因是生物界广泛存在的调控硫酸盐同化途径的持家基因,编码的ATP硫化酶(ATP sulfatease)可催化硫酸盐和三磷酸腺苷(ATP)发生反应形成活性硫源-腺苷磷酸硫酸盐(APS),该酶在硫酸盐同化过程中起至关重要的作用。 本工作对四株不同种的根瘤菌:费氏中华根瘤菌(Sinorhizobium fredii) WGF03、费氏中华根瘤菌（Sinorhizobium fredii) HN01、苜蓿根瘤菌(Sinorhizobium meliloti)14500和慢生根瘤菌(Bradyrhizobium japonicum)15606中编码ATP硫化酶的基因cysDN进行了研究。采用同源双交换法分别构建四株根瘤菌的cysDN基因缺失突变体,并研究了突变体的硫源利用情况和接种大豆植株后对共生固氮的影响。 实验结果显示在四株根瘤菌中cysDN基因的调控规律有所不同。在S.fredii WGF03和S.fredii HN01中,突变体不能在以硫酸钠为唯一硫源的培养基上生长,而在其它硫源(亚硫酸钠、硫代硫酸钠和半胱氨酸)上生长正常;在S.meliloti14500中,突变体能在以硫酸钠为唯一硫源的培养基上生长,但生长量只能达到野生型细菌的1/3;在B.japonicum15606中,突变体在各硫源培养基上生长情况与野生菌差异不明显。分别将S.fredii HN01、S.meliloti14500、B.japonicum15606的野生菌、cysDN突变体回接豆科植株,野生菌和突变体均可在10天左右形成侵染线与豆科植株共生结瘤。在 S.fredii HN01、S.meliloti14500中,突变体的共生固氮效率显著降低,B.japonicum15606突变体的共生固氮效率也有所下降。结合生物信息学分析,初步判定在不同根瘤菌中,cysDN基因对硫同化代谢有不同的调控规律。