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蜡样芽孢杆菌(Bacilluscereus)0-9是一株从健康小麦植株中分离获得内生细菌,室内试验和大田试验均显示出该细菌能够在小麦根际稳定定殖,具有生物薄膜形成能力,对小麦纹枯病(sharpeyespotofwheat)具有良好的生防效果。芽孢杆菌的个体生长发育到一定阶段启动特定的代谢过程,细胞停止正常的生长和分裂,细胞内胞质浓缩,在细胞内形成一个壁厚、含水量极低、抗逆性极强的芽孢,对高温、干燥、辐射、化学药物和静水压等都有极强的抵抗能力。这一特性有利于生物制剂的生产、剂型加工及在环境中存活、定殖与繁殖。因此,本研究目的是通过应用分子生物学技术,筛选出生防菌株0-9芽孢形成变异菌株,分离芽孢形成相关基因,为进一步生物制剂的研究开发奠定基础。
根据质粒pMarB中复制子repG+ts具有温敏特性,利用高温诱导转座技术将转座子TnYLB-1转座插入到0-9的基因组上,根据对不同高温诱导转座条件的比较,确认最佳转座条件为:46℃处理10h,此条件下,转座效率可达90.38%。成功构建了含有1163株突变株的突变体库。
应用芽孢染色和芽孢形成率测定的方法,通过测定出发菌株0-9芽孢形成动态,阐明了0-9菌株在37℃、1/5倍Kan(50μg/mL)液体LB培养的条件下芽孢形成规律,确定了培养26h取样有利于芽孢形成变异突变体的筛选条件。在此基础上,通过芽孢染色和高温平板对比筛选相结合的方法,从含1163株突变株的突变体库中初步筛选出了4株芽孢形成缺陷型突变株,分别命名为:B2、B117、B695和B1108,突变体库中芽孢形成发生突变的频率为0.43%。
利用反向PCR技术,对B2突变株的转座子插入位点侧翼序列进行克隆和序列分析,通过同源性比对,发现转座子TnYLB-1插入到NADH脱氢酶(NADHdehydrogenase)的编码基因,推测NADH脱氢酶可能参与芽孢的形成,该研究结果尚未见报道。本研究为进一步研究芽孢形成的调控机制以及芽孢形成与0-9菌株对于小麦纹枯病生物防治的分子机制奠定了基础。