华癸中慢生根瘤菌7653R共生固氮相关sRNA的筛选及其研究平台的初步构建

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首先,基于生物信息学预测和Northern blot验证获得华癸中慢生根瘤菌(Mesorhizobium huakuii)7653R的一个small RNA(sRNA)SraG。本研究采用RACE与转录组高通量深度测序确定了SraG全长,分别利用RNAfold和Inta RNA软件预测了SraG二级结构和靶位点,进一步构建了M.huakuii 7653R的SraG插入失活突变体SraGmut,并对突变体接种紫云英的共生固氮表型进行检测。盆栽实验结果显示,与野生型菌株7653R相比,接种突变株SraGmut的固氮能力显著下降,突变株固氮酶活性下降约40%,植株地上部分生物量和根瘤数量也显著降低。结果表明SraG的功能与7653R的共生固氮过程相关,作为sRNA可能参与根瘤菌的共生固氮调控过程。同时,本文对自生、微氧、共生固氮期和共生固氮晚期四个不同培养条件处理的7653R进行了转录组高通量深度测序(<500nt),比较分析和筛选了7653R中特异表达的sRNA。并且选择其中的6个sRNA进行了Northern blot验证。结果显示:在自生条件下表达的有Mh CY40,Mh CG27,Mh CG40,Mh CG12;在微氧条件下表达的有Mh CY40,Mh CG27,Mh CG12;在共生固氮期表达的有Mh CG27,Mh CG40,Mh CG12,Mh AG19;在共生固氮晚期表达的有Mh CG27,Mh CG40,Mh CG12,Mh AG19,Mh CG13。结合靶位点预测和文献分析,本文推断Mh CY40可能在早期固氮过程中发挥功能;Mh CG40可能直接参与根瘤菌共生固氮过程;Mh CG12和Mh CG27可能参与生物体的供能过程;Mh AG19可能在共生固氮期发挥功能;Mh CG13可能在共生固氮晚期发挥功能。另外,本文构建了双质粒报告系统,在根瘤菌中验证了一个目标sRNA与其预测靶基因之间的互作;进行了sRNA的体外转录实验和Hfq蛋白的超表达纯化,为后续进行EMSA实验提供了工作基础。
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