全 文 ：第 源员 卷摇 第 源 期
圆园员源 年 愿 月
植摇 物摇 保摇 护摇 学摇 报
粤悦栽粤 孕匀再栽韵孕匀再蕴粤悦陨悦粤 杂陨晕陨悦粤
灾燥造援 源员摇 晕燥援 源
粤怎早援 摇 圆园员源
摇
基金项目院 国家自然科学基金渊猿员园苑员苑圆员冤
作者简介院 刘通袁女袁员怨愿怨年生袁硕士研究生袁研究方向为植物病害生物防治袁 耘鄄皂葬蚤造院 贼燥灶早岳 泽躁贼怎援 藻凿怎援 糟灶
鄢通讯作者渊粤怎贼澡燥则 枣燥则 糟燥则则藻泽责燥灶凿藻灶糟藻冤袁 耘鄄皂葬蚤造院 赠责糟澡藻灶苑圆苑源岳 泽躁贼怎援 藻凿怎援 糟灶
收稿日期院 圆园员猿 原 员园 原 园苑
短小芽胞杆菌抑菌相关基因的高效克隆
刘摇 通摇 陈云鹏鄢摇 李琼洁摇 顾振芳
渊上海交通大学农业与生物学院袁 农业部都市农业渊南方冤重点实验室袁 上海 圆园园圆源园冤
摘要院 为有效挖掘生防短小芽胞杆菌 月葬糟蚤造造怎泽 责怎皂蚤造怎泽的抑菌相关基因袁对 阅载园员菌株进行了 杂燥造藻曾葬基
因组扫描袁并选取其中 圆个代表性基因 栽葬泽粤和 杂怎则枣圆袁以 阅载园员 基因组 阅晕粤为模板袁采用 孕悦砸方法对
其进行克隆尧序列比对及系统进化分析遥 结果表明袁阅载园员菌株共得到 源圆远苑个基因袁有 猿员源缘个具有明
确生物学功能的蛋白遥 其中袁与短小芽胞杆菌抑菌活性相关的基因渊簇冤有 愿源 个袁包括 圆 个细菌防御
酶基因尧圆个细菌生物膜形成相关基因尧员个信号转导基因尧圆苑个细胞壁降解或水解酶基因尧员缘 个抗生
素合成或转运基因尧源个抑菌蛋白基因尧员个次生代谢物合成基因簇及 猿圆个细菌鞭毛生物合成与调控
相关基因遥 栽葬泽粤基因在芽胞杆菌属细菌中具有高度的保守性袁各同源基因的序列相似性在 怨圆豫以
上曰而 杂怎则枣圆基因的同源基因在该属细菌中具有一定的变异性袁有的序列相似性低至 苑猿豫 遥
关键词院 短小芽胞杆菌曰 杂燥造藻曾葬扫描曰 抑菌相关基因
匀蚤早澡造赠 藻枣枣蚤糟蚤藻灶贼 糟造燥灶蚤灶早 燥枣 枣怎灶糟贼蚤燥灶葬造 早藻灶藻泽 则藻造葬贼蚤灶早 贼燥 葬灶贼蚤皂蚤糟则燥遭蚤葬造
葬糟贼蚤增蚤贼赠 燥枣 月葬糟蚤造造怎泽 责怎皂蚤造怎泽
蕴蚤怎 栽燥灶早摇 悦澡藻灶 再怎灶责藻灶早鄢摇 蕴蚤 匝蚤燥灶早躁蚤藻摇 郧怎 在澡藻灶枣葬灶早
渊运藻赠 蕴葬遭燥则葬贼燥则赠 燥枣 哉则遭葬灶 粤早则蚤糟怎造贼怎则藻 渊杂燥怎贼澡冤袁 酝蚤灶蚤泽贼则赠 燥枣 粤早则蚤糟怎造贼怎则藻曰 杂糟澡燥燥造 燥枣 粤早则蚤糟怎造贼怎则藻 葬灶凿 月蚤燥造燥早赠袁
杂澡葬灶早澡葬蚤 允蚤葬燥贼燥灶早 哉灶蚤增藻则泽蚤贼赠袁 杂澡葬灶早澡葬蚤 圆园园圆源园袁 悦澡蚤灶葬冤
粤遭泽贼则葬糟贼院 栽澡藻 早藻灶燥皂藻 泽藻择怎藻灶糟蚤灶早 燥枣 月葬糟蚤造造怎泽 责怎皂蚤造怎泽 阅载园员 憎葬泽 责藻则枣燥则皂藻凿 憎蚤贼澡 陨造造怎皂蚤灶葬 辕 杂燥造藻曾葬 匀蚤泽藻择
圆园园园 贼燥 蚤凿藻灶贼蚤枣赠 贼澡藻 遭葬糟贼藻则蚤葬造 枣怎灶糟贼蚤燥灶葬造 早藻灶藻泽 藻灶糟燥凿蚤灶早 葬灶贼蚤皂蚤糟则燥遭蚤葬造 葬糟贼蚤增蚤贼蚤藻泽援 粤 贼燥贼葬造 燥枣 源圆远苑 早藻灶藻泽 葬灶凿
猿 员源缘 责则燥贼藻蚤灶鄄糟燥凿蚤灶早 泽藻择怎藻灶糟藻泽 憎蚤贼澡 糟造藻葬则 遭蚤燥造燥早蚤糟葬造 枣怎灶糟贼蚤燥灶泽 憎藻则藻 责则藻凿蚤糟贼藻凿 怎泽蚤灶早 遭蚤燥蚤灶枣燥则皂葬贼蚤糟 泽燥枣贼憎葬则藻
糟燥皂遭蚤灶藻凿 憎蚤贼澡 则藻贼则蚤藻增葬造 燥枣 贼澡藻 责怎遭造蚤糟 责则燥贼藻蚤灶 凿葬贼葬遭葬泽藻 燥枣 晕悦月陨援 耘蚤早澡贼赠鄄枣燥怎则 枣怎灶糟贼蚤燥灶葬造 早藻灶藻泽 则藻造葬贼蚤灶早 贼燥
葬灶贼蚤皂蚤糟则燥遭蚤葬造 葬糟贼蚤增蚤贼蚤藻泽 憎藻则藻 枣燥怎灶凿 蚤灶 贼澡藻 早藻灶燥皂藻 燥枣 月援 责怎皂蚤造怎泽援 粤皂燥灶早 贼澡藻皂袁 贼澡藻则藻 憎藻则藻 贼憎燥 遭葬糟贼藻则蚤葬造
凿藻枣藻灶泽藻 藻灶扎赠皂藻 早藻灶藻泽袁 贼憎燥 早藻灶藻泽 则藻造葬贼蚤灶早 贼燥 遭葬糟贼藻则蚤葬造 遭蚤燥枣蚤造皂 枣燥则皂葬贼蚤燥灶袁 燥灶藻 泽蚤早灶葬造 贼则葬灶泽凿怎糟贼蚤燥灶 早藻灶藻袁
贼憎藻灶贼赠鄄泽藻增藻灶 糟藻造造 憎葬造造 凿藻早则葬凿葬贼蚤燥灶 葬灶凿 澡赠凿则燥造葬泽藻 早藻灶藻泽袁 枣蚤枣贼藻藻灶 早藻灶藻泽 则藻造葬贼蚤灶早 贼燥 葬灶贼蚤遭蚤燥贼蚤糟 泽赠灶贼澡藻泽蚤泽 燥则
贼则葬灶泽责燥则贼袁 枣燥怎则 葬灶贼蚤皂蚤糟则燥遭蚤葬造 责则燥贼藻蚤灶 早藻灶藻泽袁 燥灶藻 泽藻糟燥灶凿葬则赠 皂藻贼葬遭燥造蚤贼藻 泽赠灶贼澡藻泽蚤泽 早藻灶藻 糟造怎泽贼藻则袁 葬灶凿 贼澡蚤则贼赠鄄
贼憎燥 遭葬糟贼藻则蚤葬造 枣造葬早藻造造葬则 遭蚤燥泽赠灶贼澡藻泽蚤泽 葬灶凿 则藻早怎造葬贼蚤燥灶 早藻灶藻泽援 云蚤灶葬造造赠袁 蚤灶 燥则凿藻则 贼燥 糟燥灶枣蚤则皂 贼澡藻 责则藻糟蚤泽蚤燥灶 燥枣 贼澡藻
葬泽泽藻皂遭造藻凿 泽藻择怎藻灶糟藻泽 燥枣 月援 责怎皂蚤造怎泽 泽贼则葬蚤灶 阅载园员 杂燥造藻曾葬 泽藻择怎藻灶糟蚤灶早袁 贼憎燥 则藻责则藻泽藻灶贼葬贼蚤增藻 葬灶贼蚤皂蚤糟则燥遭蚤葬造
早藻灶藻泽袁 栽葬泽粤 葬灶凿 杂怎则枣圆袁 憎藻则藻 泽藻造藻糟贼藻凿 枣燥则 糟造燥灶蚤灶早 憎蚤贼澡 孕悦砸 贼藻糟澡灶蚤择怎藻援 栽澡藻 栽葬泽粤 早藻灶藻 憎葬泽 枣燥怎灶凿 贼燥 泽澡葬则藻
燥增藻则 怨圆豫 泽蚤皂蚤造葬则蚤贼赠 蚤灶 阅晕粤 泽藻择怎藻灶糟藻 憎蚤贼澡 蚤贼泽 澡燥皂燥造燥早燥怎泽 早藻灶藻泽 枣则燥皂 燥贼澡藻则 月葬糟蚤造造怎泽 泽贼则葬蚤灶泽 葬灶凿 遭藻 澡蚤早澡造赠
糟燥灶泽藻则增藻凿 蚤灶 早藻灶藻 藻增燥造怎贼蚤燥灶 遭葬泽藻凿 燥灶 阅晕粤 泽藻择怎藻灶糟藻 葬造蚤早灶皂藻灶贼 葬灶凿 责澡赠造燥早藻灶藻贼蚤糟 葬灶葬造赠泽藻泽援 匀燥憎藻增藻则袁
澡燥皂燥造燥早燥怎泽 早藻灶藻泽 燥枣 杂怎则枣圆 澡葬凿 泽燥皂藻 增葬则蚤葬贼蚤燥灶 蚤灶 月葬糟蚤造造怎泽 葬灶凿 泽燥皂藻 阅晕粤 泽藻择怎藻灶糟藻 泽蚤皂蚤造葬则蚤贼蚤藻泽 憎藻则藻 葬泽 造燥憎
葬泽 苑猿豫 蚤灶 葬造蚤早灶皂藻灶贼 葬灶葬造赠泽蚤泽援
运藻赠 憎燥则凿泽院 月葬糟蚤造造怎泽 责怎皂蚤造怎泽曰 杂燥造藻曾葬 泽藻择怎藻灶糟蚤灶早曰 枣怎灶糟贼蚤燥灶葬造 早藻灶藻 则藻造葬贼蚤灶早 贼燥 葬灶贼蚤皂蚤糟则燥遭蚤葬造 葬糟贼蚤增蚤贼赠
摇 摇 短小芽胞杆菌 月葬糟蚤造造怎泽 责怎皂蚤造怎泽是植物根际常见
的土著菌袁研究发现其许多菌株对植物病原菌具有
广谱抗性咱员 原 圆暂 袁是一种优良的植物生防菌袁对其在绿
色荧光蛋白标记示踪分析咱猿暂 尧栽灶缘 转座插入突变咱源暂
等分子生物学方面的研究取得了显著进展袁但其抑
菌分子机制尤其是抑菌相关基因的克隆与功能分析
等方面的研究较少袁限制了其在植物病害生防领域
的开发利用遥 传统的抑菌基因克隆策略一般是通过
遗传突变的方法构建突变株库袁从中筛选出抑菌活
性缺失的突变株袁再采用合适的基因克隆法得到目
的基因咱缘暂 袁这种策略虽然直观可靠袁但费时费力袁不
适用于突变体无明显抑菌表型变化或致死突变等情
况遥 杂燥造藻曾葬基因组扫描技术具有快速尧经济尧高效的
特点袁被广泛应用于芽胞杆菌的全基因组测序
中咱远暂 袁极大地促进了枯草芽胞杆菌 月援 泽怎遭贼蚤造蚤泽咱苑 原 愿暂 尧短
短芽胞杆菌 月援 遭则藻增蚤泽咱怨暂等植物促生菌的抑菌尧抗生
素代谢等相关基因渊簇冤的克隆与功能分析袁但尚未
应用到短小芽胞杆菌抑菌相关基因的高效克隆中袁
因此借助现代基因组测序技术和对 郧藻灶月葬灶噪 等公
共数据库的检索可以快速尧简便地挖掘短小芽胞杆
菌抑菌相关基因袁对于深入解析该菌的生防机制具
有重要意义遥
芽胞杆菌抑菌基因 栽葬泽粤 编码表达一类芽胞杆
菌芽孢结合蛋白渊贼则葬灶泽造燥糟葬贼蚤燥灶鄄凿藻责藻灶凿藻灶贼 葬灶贼蚤皂蚤糟则燥遭蚤鄄
葬造 泽责燥则藻 责则燥贼藻蚤灶袁 栽粤杂粤冤袁从芽孢形成早期一直到细
胞进入静止期均有合成袁并分泌到细胞培养基中袁与
芽孢外壳和芽孢形成相关咱员园暂 遥 研究表明 栽粤杂粤 蛋
白具有广谱抑菌活性袁能够竞争性抑制许多植物病
原细菌的生长咱员员暂 遥 细菌表面活性素是一类脂肪多
肽抗生素咱员圆暂 袁自 员怨远愿 年首次从枯草芽胞杆菌中分
离出来后咱员猿暂 袁被作为一种高效的生物表面活性剂袁
广泛用于石油回收咱员源暂 尧环境污染修复咱员缘暂 尧农业废物
好氧堆肥咱员猿暂及植物病害防治咱员远暂等领域遥 与化学合
成的表面活性剂相比袁生物表面活性剂具有可生物
降解和毒性低等优点袁因而受到研究者的青睐遥 本
研究运用 杂燥造藻曾葬 基因组扫描技术对短小芽胞杆菌
阅载园员 菌株进行全基因组测序袁以期高效筛选鉴定
其抑菌相关基因袁并选取 栽葬泽粤 和 杂怎则枣圆 这 圆 个代表
性基因进行了 孕悦砸克隆与测序验证遥
员 材料与方法
员援 员 材料
供试菌株院短小芽胞杆菌 阅载园员 菌株由本实验
室保存曰大肠杆菌 月蕴圆员 菌株购于北京全式金生物
技术有限公司遥
试剂院克隆载体 责酝阅员怨鄄栽尧阅晕粤 分子量标准购
于宝生物渊大连冤有限公司曰孕悦砸引物尧栽葬择 责造怎泽酶及
凿晕栽孕泽等购于上海生工生物工程技术服务有限公
司曰细菌基因组 阅晕粤 提取纯化试剂盒购自美国
孕则燥皂藻早葬公司曰陨造造怎皂蚤灶葬 责葬蚤则藻凿鄄藻灶凿 文库制备试剂盒
购自美国 陨造造怎皂蚤灶藻 公司曰孕悦砸 产物回收试剂盒购于
德国 匝陨粤郧耘晕公司曰其它化学试剂为国产分析纯或
进口分装遥
员援 圆 方法
员援 圆援 员 基因组 阅晕粤提取与 责葬蚤则藻凿鄄藻灶凿文库构建
短小芽胞杆菌 阅载园员 基因组 阅晕粤 的制备按照
说明书进行遥 杂燥造藻曾葬 测序策略是利用 陨造造怎皂蚤灶葬
责葬蚤则藻凿鄄藻灶凿文库制备试剂盒构建 猿园园 遭责 插入片段文
库袁通过 陨造造怎皂蚤灶葬 匀蚤泽藻择 圆园园园 系统测序遥 具体步骤院
制备基因组 阅晕粤 缘 滋早袁利用 悦燥增葬则蚤泽 随机打断到
猿园园 遭责袁末端补平后在 猿忆端加 粤袁然后连接 陨造造怎皂蚤灶葬
的 责葬蚤则藻凿鄄藻灶凿 接头遥 连接片段进行琼脂糖凝胶电
泳袁切胶回收 猿园园 耀 缘园园 遭责 范围的条带遥 回收条带
通过 员园 个循环的 孕悦砸 扩增袁得到 猿园园 遭责 插入片段
的 责葬蚤则藻凿鄄藻灶凿 文库遥 取 员园 早 文库袁在 悦鄄遭燥贼 中进行
糟造怎泽贼藻则 早藻灶藻则葬贼蚤燥灶袁最后在 陨造造怎皂蚤灶葬 匀蚤泽藻择 圆园园园 中进行
双向测序袁通过 圆园园 个循环的测序反应袁得到 圆 伊
员园园 遭责的数据遥
员援 圆援 圆 序列拼装与基因组分析
测序所得序列通过软件 灾藻造增藻贼 员援 园援 员缘 进行组
装袁得到基因组草图遥 综合使用软件 郧造蚤皂皂藻则 猿援 园圆尧
郧藻灶藻皂葬则噪 和 在鄄悦怎则增藻 预测基因曰利用 贼砸晕粤杂糟葬灶尧
砸晕粤皂皂藻则以及同源分析来预测 贼砸晕粤和 则砸晕粤基因曰
搜寻 晕悦月陨的 晕砸和 运耘郧郧 蛋白数据库进行基因功
能注释曰利用 悦阅阅 数据库进行 悦韵郧 分类曰通过
运耘郧郧数据库构建代谢通路遥
员援 圆援 猿 栽葬泽粤和 杂怎则枣圆 基因的克隆与系统进化分析
选取具有代表性的抑菌相关基因 栽葬泽粤咱员苑暂和表
面活性素合成酶基因 杂怎则枣圆咱员愿暂进行 孕悦砸克隆遥 栽葬泽粤
基因的 孕悦砸 引物为 栽葬泽粤鄄云渊缘忆鄄悦郧悦郧郧粤栽悦悦粤栽郧郧鄄
郧栽粤栽郧粤粤粤粤粤郧粤粤粤栽栽郧粤郧鄄猿忆冤和 栽葬泽粤鄄砸渊缘忆鄄悦郧悦鄄
悦栽悦郧粤郧栽栽粤粤栽栽栽栽栽粤栽悦悦栽悦郧悦栽粤栽郧悦鄄猿忆冤曰杂怎则枣圆 基
因的 孕悦砸 引物为 杂怎则枣圆鄄云渊缘忆鄄悦郧悦郧郧粤栽悦悦栽栽郧悦粤郧鄄
郧悦郧悦栽郧粤栽悦郧粤郧悦粤栽悦鄄猿忆冤和 杂怎则枣圆鄄砸渊缘忆鄄悦郧悦悦栽悦鄄
郧粤郧栽栽粤栽栽栽栽粤粤粤栽栽悦栽悦悦栽悦粤粤郧悦粤栽郧鄄猿忆冤遥 以细菌
基因组总 阅晕粤 为模板袁孕悦砸 扩增程序为怨源 益预变
性 员园 皂蚤灶曰猿园 个循环袁每循环包括 怨源 益变性 员 皂蚤灶曰
源圆源 植摇 物摇 保摇 护摇 学摇 报 源员 卷
缘缘 益复性 猿园 泽和 苑圆 益延伸 员 皂蚤灶曰最后扩增产物在
苑圆益延伸 员园 皂蚤灶遥 孕悦砸产物经琼脂糖凝胶电泳回收
纯化袁连接到 责酝阅鄄员怨栽 载体袁转化大肠杆菌 阅匀缘琢
感受态细胞袁孕悦砸 鉴定出阳性转化子后测序确认遥
所得基因序列提交 郧藻灶月葬灶噪 数据库袁并进行 月蕴粤杂栽
在线序列比对曰运行 酝藻早葬 缘援 圆援 圆 软件袁采用邻接法
渊灶藻蚤早澡遭燥则 躁燥蚤灶蚤灶早袁 晕允冤对这 圆 个基因序列进行系统
进化分析遥
圆 结果与分析
圆援 员 短小芽胞杆菌的基因组特征分析
通过测序得到超过 员 郧遭 原始数据袁覆盖度
圆园园 伊 袁经 灾藻造增藻贼 员援 园援 员缘 软件拼接获得 阅载园员 菌株的
基因组序列袁全长约 源援 员 酝遭袁郧悦含量为 源猿援 远远豫 曰经
生物信息学预测共得到 源 圆远苑 个基因袁基因平均长
度为 愿源源 遭责袁总编码区约 猿援 远 酝遭袁占整个基因组大小
的 愿愿援 猿豫 曰此外袁基因间隔区约 园援 源苑 酝遭袁占总基因
组的 员员援 苑豫 遥 得到 缘 个 则砸晕粤 和 员园 个 贼砸晕粤袁总长
度分别占基因组的 园援 园愿缘豫和 园援 园员愿豫 遥
利用 晕悦月陨的蛋白公共数据库进行基因功能注
释袁得到 猿 员源缘 个具有明确生物学功能的蛋白遥 其
中袁圆 员愿远 个蛋白具有 运耘郧郧的同源物袁猿 员员缘 个蛋白
具有 悦韵郧分类遥 所有蛋白匹配的同源蛋白来源于
远猿 个物种袁尤以与枯草芽胞杆菌 员远愿 菌株匹配的比
例最高袁达到 源缘援 员豫 遥
根据 杂燥造藻曾葬基因组测序结果共筛选出 愿源 个与
短小芽胞杆菌抑菌活性相关的基因渊簇冤袁其中包括
圆 个细菌防御酶基因尧圆 个细菌生物膜形成相关基
因尧员 个信号转导基因尧圆苑 个细胞壁降解或水解酶基
因尧员缘 个抗生素合成或转运基因尧源 个抑菌蛋白基
因尧员 个次生代谢物合成基因簇及 猿圆 个细菌鞭毛生
物合成与调控相关基因袁一些基因序列已提交 郧藻灶鄄
月葬灶噪数据库遥
圆援 圆 栽葬泽粤和 杂怎则枣圆 的克隆与系统进化分析
选取 圆 个代表性抑菌相关基因 栽葬泽粤和 杂怎则枣圆 进
行克隆袁采用 孕悦砸法成功扩增出其全长 阅晕粤 序列袁
大小分别为 苑愿园 遭责和 员圆远怨 遭责袁在琼脂糖凝胶电泳上
各呈现 员 条清晰的条带渊图 员冤袁测序结果证实所得
序列与 杂燥造藻曾葬 测序拼装序列完全一致袁郧藻灶月葬灶噪 登
录号分别是 运悦远怨圆缘圆员 及 运悦源远圆员愿猿遥
图 员 短小芽胞杆菌 阅载园员 菌株 杂怎则枣圆 和 栽葬泽粤基因的 孕悦砸扩增
云蚤早援 员 陨泽燥造葬贼蚤燥灶泽 燥枣 贼澡藻 杂怎则枣圆 葬灶凿 栽葬泽粤 早藻灶藻泽 燥枣 月葬糟蚤造造怎泽 责怎皂蚤造怎泽 泽贼则葬蚤灶 阅载园员 怎泽蚤灶早 孕悦砸 贼藻糟澡灶燥造燥早赠
摇 摇 酝院 阅晕粤分子量标准 阅蕴圆园园园曰 员和猿院 杂怎则枣圆和 栽葬泽粤基因的 孕悦砸产物曰 圆院阴性对照渊无菌水冤遥 酝院 阅晕粤 皂葬则噪藻则 阅蕴圆园园园曰 员袁 猿院 孕悦砸
葬皂责造蚤糟燥灶 燥枣 杂怎则枣圆 葬灶凿 栽葬泽粤 早藻灶藻泽曰 圆院 灶藻早葬贼蚤增藻 糟燥灶贼则燥造 渊泽贼藻则蚤造藻 憎葬贼藻则冤援
摇 摇 对这 圆 个基因进行 月蕴粤杂栽 序列比对分析袁结
果表明 栽葬泽粤 基因与枯草芽胞杆菌众多菌株的同
源基因的序列相似性为 怨圆豫 耀 怨怨豫 袁与解淀粉芽胞
杆菌 月援 葬皂赠造燥造蚤择怎藻枣葬糟蚤藻灶泽 菌株 匀云鄄园员 的同源基因
渊允云苑愿员猿员圆援 员冤相似性亦高达 怨怨豫 袁显示这一基因序
列在芽胞杆菌属中具有高度的保守性遥 对 杂怎则枣圆 的
基因序列相似性比对结果揭示其与来源于萎缩芽胞
杆菌 月援 葬贼则燥责澡葬藻怎泽菌株 员怨源圆的同源基因渊悦孕园园圆圆园苑援 员冤
序列相似性为 苑苑豫 曰与枯草芽胞杆菌的同源基因序
列相似性为 怨圆豫 耀怨愿豫 曰与解淀粉芽胞杆菌多个菌
株的同源基因相似性为 苑猿豫 耀苑源豫 遥
基因序列多重比对结果显示细菌表面活性素基
因 杂怎则枣圆 序列在芽胞杆菌属多个种的细菌中具有一
定的变异性遥 系统进化分析结果表明短小芽胞杆菌
缘圆源源 期 刘摇 通等院 短小芽胞杆菌抑菌相关基因的高效克隆
图 圆 短小芽胞杆菌 阅载园员 菌株 栽葬泽粤基因的系统进化分析
云蚤早援 圆 孕澡赠造燥早藻灶藻贼蚤糟 葬灶葬造赠泽藻泽 燥枣 栽葬泽粤 早藻灶藻 燥枣 月葬糟蚤造造怎泽 责怎皂蚤造怎泽 阅载园员 葬灶凿 蚤贼泽 澡燥皂燥造燥早燥怎泽 泽藻择怎藻灶糟藻泽
图 猿 短小芽胞杆菌 阅载园员 菌株 杂怎则枣圆 基因的系统进化分析
云蚤早援 猿 孕澡赠造燥早藻灶藻贼蚤糟 葬灶葬造赠泽藻泽 燥枣 杂怎则枣圆 早藻灶藻 燥枣 月葬糟蚤造造怎泽 责怎皂蚤造怎泽 阅载园员 葬灶凿 蚤贼泽 澡燥皂燥造燥早燥怎泽 泽藻择怎藻灶糟藻泽
栽葬泽粤基因在进化上具有一定的保守性袁与来源于其
它 猿 种芽胞杆菌的同源基因亲缘关系均较近
渊图 圆冤曰杂怎则枣圆 基因与枯草芽胞杆菌中的同源基因亲
缘关系最近袁其次是萎缩芽胞杆菌袁与来源于解淀粉
芽胞杆菌的同源基因亲缘关系最远渊图 猿冤遥
猿 讨论
本研究通过与已知的芽胞杆菌属细菌基因组进
行比对分析袁发现短小芽胞杆菌 阅载园员 基因组特征
与枯草芽胞杆菌 月杂灶缘咱苑暂非常相近袁在基因组大小尧
编码基因数量及 郧悦 含量等方面均相仿袁所不同的
是后者的 则砸晕粤 和 贼砸晕粤 种类数要远高于前者遥 基
因组序列特征的相似性程度也预示着物种间的亲缘
关系远近遥 短小芽胞杆菌 阅载园员 基因组大小及 郧悦
含量与多个枯草芽胞杆菌菌株接近咱愿袁员怨暂 袁表明 圆 种
细菌间的亲缘关系较近袁而与短短芽胞杆菌菌株咱怨暂
在基因组大小尧编码基因数量尧则砸晕粤 和 贼砸晕粤 种类
等方面彼此间存在着较大差异袁说明它们间的亲缘
关系相对较远遥
非核糖体依赖肽合成酶渊灶燥灶鄄则蚤遭燥泽燥皂葬造 责藻责贼蚤凿藻
泽赠灶贼澡藻贼葬泽藻袁 晕砸孕杂冤及聚酮合酶渊责燥造赠噪藻贼蚤凿藻 泽赠灶贼澡葬泽藻袁
孕运杂冤基因簇所共同构成的 晕砸孕杂鄄孕运杂 途径是芽胞
杆菌属次生代谢网络的基础性路径咱圆园暂 遥 本研究中
通过基因组测序已得到了短小芽胞杆菌 阅载园员 的聚
酮合酶基因簇 阅晕粤 序列袁全长 苑远 园源愿 遭责袁包含 缘 种
玉型聚酮合酶基因遥 对该基因簇结构进行分析表
明袁其分别与解淀粉芽胞杆菌 云在月源圆 菌株咱圆员暂及枯草
芽胞杆菌 员远愿 菌株咱圆圆暂的聚酮合酶基因簇 责噪泽员 和 责噪鄄
远圆源 植摇 物摇 保摇 护摇 学摇 报 源员 卷
泽载在基因簇大小尧聚酮合酶基因排列及组成上均有
较大差异袁这表明短小芽胞杆菌 阅载园员 在聚酮化合
物的生物合成及代谢路径上有着自己的鲜明特点袁
相关结果将另行报道遥 聚酮合酶基因的生物学功能
与微生物的抑菌活性咱圆猿暂 尧抗逆性咱圆源暂等重要生理生
化过程密切相关袁短小芽胞杆菌聚酮合酶基因簇的
克隆可为今后进一步研究该类化合物的抑菌和生物
合成机制奠定基础遥
运用 杂燥造藻曾葬基因组扫描技术共得到 愿源 个短小
芽胞杆菌抑菌相关基因渊簇冤袁这些基因分别调控该
菌的细菌膜形成尧信号转导尧抗生素尧鞭毛及抑菌蛋
白合成等重要的生理过程袁从而直接或间接影响芽
胞杆菌的生防能力袁已克隆的这些抑菌相关基因在
短小芽胞杆菌中未见报道遥 已克隆的几个芽胞杆菌
属 栽葬泽粤 基因长度均为 苑愿远 遭责袁而短小芽胞杆菌
阅载园员 的 栽葬泽粤 基因全长只有 苑愿园 遭责袁明显不同于其
它同源基因遥 序列相似性比对结果表明 栽葬泽粤 基因
与芽 胞 杆 菌 悦匝月杂园猿 抑 菌 蛋 白 栽葬泽粤 基 因
渊允匝猿园怨愿源员冤 咱员愿暂的序列相似性仅有 苑缘豫 袁而与来源
于桑树内生枯草芽胞杆菌菌株 酝耘园苑员苑 的同源 栽葬泽粤
基因渊云允苑员猿缘愿圆冤 咱员员暂的序列相似性则高达 怨怨豫 袁表
明短小芽胞杆菌与枯草芽胞杆菌亲缘关系较近袁
栽葬泽粤及其同源基因可作为一种标记基因用于芽胞
杆菌属的分类鉴定遥
芽胞杆菌表面活性素是一种重要的非核糖体途
径合成的脂肽类抗生素袁在芽胞杆菌的生防机制中
占有重要地位遥 通过 杂燥造藻曾葬基因组扫描已克隆了 圆
个表面活性素合成基因 杂怎则枣员 渊运悦源远圆员愿圆冤和 杂怎则枣圆
渊运悦源远圆员愿猿冤遥 对 杂怎则枣圆 基因的系统进化分析揭示其
同源基因在不同菌种中差异较大袁即使是亲缘关系
最近的枯草芽胞杆菌袁不同菌株彼此间也有较明显
的遗传差异遥 本课题组前期研究证实短小芽胞杆菌
阅载园员 菌株产表面活性素袁在 蕴葬灶凿赠发酵培养基中添
加不同的碳源导致细菌合成表面活性素能力不同袁
目标产物的同系物的组成与产量有很大变化袁相关
研究结果将陆续发表遥 早期的研究表明枯草芽胞杆
菌菌株的表面活性素生物合成是由编码多功能酶的
泽则枣粤操纵子催化合成的咱圆缘 原 圆远暂 袁短小芽胞杆菌 阅载园员
菌株的表面活性素生物合成是否也受类似的操纵子
调控袁这个操纵子在组成上是否包括 杂怎则枣员 和 杂怎则枣圆
基因袁需进一步深入研究遥 表面活性素合成基因的
克隆为今后深入探究该菌表面活性素的生物合成及
分子调控机制奠定了基础遥
参 考 文 献 渊砸藻枣藻则藻灶糟藻泽冤
咱员暂 崔云龙袁 姬金红袁 衣海青援 短小芽孢杆菌 阅愿圆 对小麦根腐
病原菌拮抗的研究援 中国生物防治袁 员怨怨缘袁 员员渊猿冤院 员员源 原员员愿
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渊责任编辑院李美娟冤
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