培養(yǎng)條件對(duì)農(nóng)桿菌VBP蛋白平行同源基因表達(dá)的影響.pdf

1、農(nóng)桿菌(Agrobacterium tumefaciens)是一種能使部分雙子葉植物發(fā)生冠癭瘤疾病(crowngall disease)的病原菌，其致病機(jī)理是通過(guò)轉(zhuǎn)運(yùn)自身Ti質(zhì)粒上的一段DNA（簡(jiǎn)稱T-DNA）到宿主細(xì)胞中，并整合到宿主基因組中進(jìn)行表達(dá)，使宿主細(xì)胞發(fā)生遺傳轉(zhuǎn)化，因而使宿主產(chǎn)生冠癭瘤。如果把Ti質(zhì)粒上的T-DNA用所需的目的DNA取代后，農(nóng)桿菌同樣可以把外源的T-DNA轉(zhuǎn)運(yùn)到宿主細(xì)胞中從而能使宿主細(xì)胞發(fā)生遺傳轉(zhuǎn)化。農(nóng)桿菌是

2、以蛋白質(zhì)-單鏈-T-DNA復(fù)合物（簡(jiǎn)稱T-復(fù)合物）的形式來(lái)轉(zhuǎn)運(yùn)這段T-DNA。T-復(fù)合物是通過(guò)四型分泌系統(tǒng)(T4SS)轉(zhuǎn)運(yùn)到宿主細(xì)胞中。農(nóng)桿菌T-復(fù)合物的轉(zhuǎn)運(yùn)需要很多蛋白的參加，其中有一個(gè)重要的蛋白VirD2蛋白，用VirD2蛋白做誘餌，分離出一種能與VirD2蛋白相互作用的蛋白，稱為VirD2結(jié)合蛋白(VirD2-binding-protein，VBP)。通過(guò)基因序列分析發(fā)現(xiàn)，農(nóng)桿菌中還有兩個(gè)額外的基因可以編碼與VBP1高度同源的蛋白

3、稱為VBP2、VBP3蛋白。與VBP1一樣，VBP2、VBP3蛋白也可以與VirD2蛋白結(jié)合。vbp1基因位于隱性質(zhì)粒At(crypticalplasmid)上，另外兩個(gè)同源基因vbp2、vbp3位于線性染色體上，且距離很近。VBP蛋白在農(nóng)桿菌T-DNA轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中起著招募T-復(fù)合物到農(nóng)桿菌兩端的T4SS的作用，影響T-DNA轉(zhuǎn)運(yùn)效率，因此，VBP蛋白又被稱為T-復(fù)合物招募蛋白。已有的研究證實(shí)，三個(gè)vbp基因在行使T-復(fù)合物招募功能方面可

4、以相互替代，其中一個(gè)或兩個(gè)基因失去功能之后，剩下的任何一個(gè)或兩個(gè)基因都具有招募T-復(fù)合物的功能，只有三個(gè)vbp基因同時(shí)被敲除掉之后的農(nóng)桿菌突變株才會(huì)失去招募T-復(fù)合物的功能，從而表現(xiàn)出很低的T-DNA轉(zhuǎn)運(yùn)效率。這說(shuō)明野生型農(nóng)桿菌細(xì)胞中的三個(gè)vbp基因都能表達(dá)出有功能的蛋白，而且只要有其中的一個(gè)vbp基因表達(dá)就足以實(shí)現(xiàn)招募T-復(fù)合物的功能。野生型的農(nóng)桿菌細(xì)胞中同時(shí)存在三個(gè)vbp基因，如果在不同的誘導(dǎo)條件下這三種蛋白都表達(dá)，這對(duì)細(xì)菌基因組來(lái)

5、說(shuō)是一種浪費(fèi)。在通常情況下是三個(gè)基因都表達(dá)，還是只表達(dá)其中的一個(gè)，而剩下的兩個(gè)則被關(guān)閉，又或者是三個(gè)基因的表達(dá)分別受不同的生存環(huán)境或生理?xiàng)l件的調(diào)控，在某種生存狀態(tài)下只表達(dá)某個(gè)同源基因，而在另一種狀態(tài)又可能同時(shí)表達(dá)兩個(gè)或三個(gè)同源基因。所以弄清楚這三個(gè)基因是不是在細(xì)胞中同時(shí)表達(dá)，它們的表達(dá)是不是受誘導(dǎo)條件或細(xì)胞生理狀態(tài)的調(diào)控，三個(gè)基因之間是否有相互的調(diào)控關(guān)系，其中某個(gè)vbp基因的表達(dá)是否會(huì)影響其它兩個(gè)同源vbp基因的表達(dá)是至關(guān)重要的。因此，

6、本文研究了培養(yǎng)條件對(duì)這三個(gè)vbp基因表達(dá)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在所試驗(yàn)的各種培養(yǎng)條件下，各種農(nóng)桿菌菌株的vbp1、vbp3基因都表達(dá)，且vbp1與vbp3基因之間沒(méi)有調(diào)控關(guān)系，說(shuō)明這兩個(gè)基因可能是組成型表達(dá)，不受培養(yǎng)條件的調(diào)控。與vbp1和vbp3不同， vbp2基因的表達(dá)具有一定的選擇性，在高溫、高pH值以及低AS濃度下表達(dá)。vbp2基因與vbp1基因之間存在一定的調(diào)控關(guān)系，在缺失vbp1基因的GMI9017菌株中，只有高pH條件下vbp