荧光假单胞菌CLW17菌株pqqE和GDH基因的功能

[背景]磷是植物生长所必需的大量元素,但绝大多数不能被植物吸收利用.然而溶磷微生物能够分泌有机酸来溶解土壤中难溶性磷,提高土壤中磷的利用率,促进植物生长,提高作物的产量和品质.[目的]探究高效解磷荧光假单胞菌CLW17菌株的pqqE和GDH基因的生理学功能.[方法]利用生物在线软件对2个基因编码蛋白进行生物信息学分析.利用同源重组技术分别获得pqqE和GDH基因缺失突变株(CLW17△pqqE,CLW 17△GDH),并使用接合转移的方式获得回补菌株(△pqqE/pqqE,△GDH/GDH).分别采用NBRIP培养基、钼锑抗比色法及高压液相色谱法(HPLC)对野生型、突变株及互补株的溶磷及产有机酸能力进行检测.[结果]pqqE和GDH基因编码氨基酸数目分别为390和803,均无信号肽.pqqE无跨膜结构域,而GDH预测有5个跨膜结构域.pqqE和GDH基因是CLW17菌株的溶磷相关基因,2个基因的缺失均使该菌株的溶磷能力显著下降,而回补株可以恢复溶磷能力.CLW17野生株能分泌多种有机酸,其中葡萄糖酸(gluconic acid,GA)含量最多,其次是乙酸;但敲除株产有机酸的能力明显降低,尤其是产GA能力与空白培养基对照相差甚微,而且无乙酸产生.[结论]pqqE和GDH基因是CLW 17溶磷能力发挥的关键基因,该菌株溶磷能力与产有机酸尤其是产GA和乙酸密切相关.本研究为进一步研究该菌株与南方红豆杉的互作和溶磷机制奠定了基础.