Октябрь 2017, № 9 (209), стр. 76–81

doi: 10.25198/1814-6457-209-76

УДК: 579.262: 579.64:631.46Лавина А.М., Хакимова Л.Р., Матниязов Р.Т., Вершинина З.Р., Баймиев Ал.Х. ПОЛУЧЕНИЕ РЕКОМБИНАНТНЫХ ПО ГЕНАМ PSSA И ROSR РИЗОБИАЛЬНЫХ ШТАММОВ, МЕЧЕННЫХ ФЛУОРЕСЦЕНТНЫМ БЕЛКОМ GFPУстановление специфичных симбиотических отношений между ризобиями и бобовыми растениями представляет собой сложный процесс, требующий обмена сигнальными молекулами-посредниками между обоими партнерами. Выделяемые корнями бобовых растений флавоноиды индуцируют у ризобий экспрессию генов клубенькообразования — Nod-факторов. Синтез Nod-факторов необходим, но недостаточен для морфогенеза эффективных фиксирующих азот клубеньков, так как не менее важным фактором при формировании клубеньков является синтез ризобактериями экзополисахаридов (ЭПС), которые играют решающую роль в симбиотических взаимодействиях клубеньковых бактерий с бобовыми растениями. Кроме того, в свободноживущих клетках ризобий ЭПС отвечают за прикрепление к абиотическим и биотическим поверхностям и за формирование биопленок, обеспечивающих адаптацию бактерий к изменяющимся условиям окружающей среды. В настоящее время формирование биопленок ризобиями и взаимосвязь этого процесса с эффективным клубенькообразованием интенсивно изучается. Особого внимания заслуживает ген rosR, который кодирует транскрипционный регулятор, участвующий в биосинтезе ЭПС, а также ген pssA, ответственный за инициацию процесса биосинтеза ЭПС в ризобиях.
Для исследования генов, ответственных за синтез ЭПС, в рамках их воздействия на формирование биопленок ризобиями, в частности в искусственных симбиотических системах, где большую роль играет колонизация корней растений, необходима визуализация взаимодействия азотфиксирующих бактерий с корнями растений. В виду этого целью данной работы являлось получение рекомбинантных по генам pssA и rosR ризобиальных штаммов, меченных флуоресцентным белком GFP. Для этого была получена генно-инженерная конструкция, содержащая ген флуоресцентного белка GFP, который служит для визуализации взаимодействия ризобий с корнями растений. Было проведено клонирование генов pssA и rosR в плазмиду pJB658GFP, трансформация данной конструкцией ризобий и микроскопическое исследование полученных рекомбинантных штаммов.
Показано, что рекомбинантные ризобиальные штаммы с дополнительной копией гена pssA и rosR характеризуются большим ослизнением клеточных стенок по сравнению с дикими штаммами, что указывает на их большую выработку экзополисахаридов и, как следствие, указывает на повышение конкурентоспособности штаммов.Ключевые слова: R. Leguminosarum, ризобии, экзополисахариды (ЭПС), pssA, rosR, биопленка.

Загрузить

Список использованной литературы:

1. Geurts, R. Nod factor signaling genes and their function in the early stages of Rhizobium infection / R. Geurts, E. Fedorova, T. Bisseling // Current opinion in plant biology. — 2005. — Vol. 8. — No. 4. — P. 346-352.

2. Spaink, H.P. Root nodulation and infection factors produced by rhizobial bacteria / H.P. Spaink //Annual Reviews in Microbiology. — 2000. — Vol. 54. — No. 1. — P. 257-288.

3. Gage, D.J. Infection and invasion of roots by symbiotic, nitrogen-fixing rhizobia during nodulation of temperate legumes / D.J. Gage // Microbiology and Molecular Biology Reviews. — 2004. — Vol. 68. — No. 2. — P. 280-300.

4. Rhizobial exopolysaccharides: genetic control and symbiotic functions / A. Skorupska [et al] // Microbial cell factories. — 2006. — Vol. 5. — No. 1. — P. 7.

5. Cheng, H.P. Succinoglycan is required for initiation and elongation of infection threads during nodulation of alfalfa byRhizobium meliloti / H.P. Cheng, G.C. Walker // Journal of bacteriology. — 1998. — Vol. 180. — No. 19. — P. 5183-5191.

6. Downie, J.A. The roles of extracellular proteins, polysaccharides and signals in the interactions of rhizobia with legume roots / J.A. Downie // FEMS microbiology reviews. — 2010. — Vol. 34. — No. 2. — P. 150-170.

7. Janczarek, M. Environmental signals and regulatory pathways that influence exopolysaccharide production in rhizobia / M. Janczarek // International journal of molecular sciences. — 2011. — Vol. 12. — No. 11. — P. 7898-7933.

8. Mutation in the pssB-pssA intergenic region of Rhizobium leguminosarum bv. trifolii affects the surface polysaccharides synthesis and nitrogen fixation ability / M. Janczarek [et al] // Journal of plant physiology. — 2001. — Vol. 158. — No. 12. — P. 1565-1574.

9. Janczarek, M. The Rhizobium leguminosarum bv. trifolii RosR: transcriptional regulator involved in exopolysaccharide production / M. Janczarek, A. Skorupska // Molecular plant-microbe interactions. — 2007. — Vol. 20. — No. 7. — P. 867-881.

10. Janczarek, M. Modulation of rosR expression and exopolysaccharide production in Rhizobium leguminosarum bv. trifolii by phosphate and clover root exudates // M. Janczarek, A. Skorupska // International journal of molecular sciences. — 2011. — Vol. 12. — No. 6. — P. 4132-4155.

11. Rinaudi, L.V. An integrated view of biofilm formation in rhizobia / L.V. Rinaudi, W. Giordano // FEMS microbiology letters. — 2010. — Vol. 304. — No. 1. — P. 1-11.

12. Цыганова, А. В. Роль поверхностных компонентов ризобий в симбиотических взаимодействиях с бобовыми растениями / А.В. Цыганова, В.Е. Цыганов // Успехи современной биологии. — 2012. — Т. 132. — №. 2. — С. 211-222.

13. Получение флуоресцентно меченых штаммов клубеньковых бактерий дикорастущих бобовых для их детекции in vivo и in vitro / Ан.Х. Баймиев, Р.С. Ямиданов, Р.Т. Матниязов [и др.] // Молекулярная биология. — 2011. — Т. 45. — № 6. — С. 984–991.

О статье

Авторы: Баймиев А л.Х., Лавина А.М., Хакимова Л.Р., Матниязов Р.Т., Вершинина З.Р.

Год: 2017

doi: 10.25198/1814-6457-209-76

Главный редактор

Сергей Александрович
МИРОШНИКОВ

© Электронное периодическое издание: ВЕСТНИК ОГУ on-line (VESTNIK OSU on-line), ISSN on-line 1814-6465
Зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
Свидетельство о регистрации СМИ: Эл № ФС77-37678 от 29 сентября 2009 г.
Учредитель: Оренбургский государственный университет (ОГУ)
Главный редактор: С.А. Мирошников
Адрес редакции: 460018, г. Оренбург, проспект Победы, д. 13, к. 2335
Тел./факс: (3532)37-27-78 E-mail: vestnik@mail.osu.ru