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在苏云金芽胞杆菌CTC中检测到了S-层蛋白。通过蛋白质序列比对的方法发现该菌的S-层蛋白可能参与形成晶体状内含体。进一步以免疫印迹、免疫荧光、免疫电镜以及基因缺失的方法确证,该菌株的晶体蛋白CTC和100 kDa的S-层蛋白是同种蛋白。研究还发现了另外一种S-层蛋白,CTC2,该蛋白质大小可能在80 kDa左右,通过测序与基因序列比对发现该基因序列与S-层蛋白CTC的编码基因有很高的相似程度。实验还对两个S-层蛋白表达和转录时相作了检测分析。
细菌的S-层蛋白是在细菌中分布极广的表层单分子层晶格网状包膜结构,其研究已经受到普遍重视。但是,S-层蛋白的功能并未被完全了解。本研究以苏云金芽胞杆菌CTC菌株的S-层蛋白为研究对象,利用S-层蛋白双缺失菌株为材料,讨论了其对细菌细胞形态、传代繁殖、耐碱性以及质粒转移的作用及生理功能。结果表明,S-层蛋白缺失以后,细菌形态发生严重变化。液态培养下,细菌生长减缓,平板培养时,相反增快。耐碱性实验表明S-层蛋白可能对产生适应碱性环境的个体有特殊意义。此外,S-层蛋白对于质粒DNA的转化具有抵抗作用。
将来自于苏云金芽胞杆菌幕虫亚种CTC菌株的S-层蛋白基因ctc和ctc2同时缺失,得到了S-层蛋白缺失菌株 Tr5。为了在苏云金芽胞杆菌的表面展示和胞外表达丝氨酸乙酰内酯酶以增强抗欧文氏胡萝卜软腐病的能力,将一个使苏云金芽胞杆菌4Q7具有抵抗植物软腐病能力的基因,aiiA4Q7,与S-层蛋白基因 ctc 中负责该蛋白分泌到胞外和锚定至细胞壁的上游序列相融合。所构建的融合基因slh-aiiA在 Tr5中表达以减少S-层蛋白的竞争。实验结果表明在细胞外表达的SLH-AiiA4Q7融合蛋白有较高的降解N-乙酰高丝氨酸环内酯 AHL的能力,并且对蛋白酶和紫外照射有很强的抗性。为了研究在不同苏云金芽胞杆菌中表面表达丝氨酸乙酰内酯酶的效果,以来自苏云金芽胞杆菌的杀虫晶体蛋白ICP3A的强启动子高效表达的胞内丝氨酸乙酰内酯酶AiiA4Q7作为对比,同时采用了9个苏云金芽胞杆菌工程菌株,它们分别在 Tr5 和另外两个杀虫晶体的苏云金芽胞杆菌突变菌株BMB171和4Q7中表达单一的胞内或胞外AiiA4Q7蛋白,或者共表达胞内外AiiA4Q7。实验结果表明,相较于表达单一胞内AiiA4Q7蛋白的重组菌而言,表达胞外AiiA4Q7的重组菌可以高效抑制欧文氏胡萝卜软腐菌引起的软腐病。在相同实验条件下,9个菌中以Tr5作为受体菌在胞外表达了丝氨酸乙酰内酯酶的重组菌效果最好。在进一步以野生型苏云金芽胞杆菌作为对照时发现,工程菌抑制欧文氏胡萝卜软腐病的效果有了较大的提高。实验还对软腐病抗病机制作了一定的研究。研究将为欧文氏胡萝卜软腐菌引起的植物软腐病生物控制提供一种可行的防治方法。