茎瘤固氮根瘤菌ORS571受体TlpA1对琥珀酸的感应机理

隋傅, 刘晓琳, 解志红

(1.中国科学院烟台海岸带研究所， 山东 烟台 264003；2.中国科学院大学, 北京 101400; 3.中国科学院海洋大科学研究中心， 山东 青岛 266071)

茎瘤固氮根瘤菌(Azorhizobiumcaulinodans)ORS571属于α-变形菌，能够在宿主毛萼田菁(Sesbaniarostrata)根部和茎上结瘤，也可自生或作为内生菌固氮[1]，减少宿主对土壤中氮肥的需求。毛萼田菁具有强的耐盐、耐涝、耐瘠能力，是滩涂盐碱地修复和改造的先锋植物。ORS571作为模式菌株，已完成全基因组测序及注释(NCBI序列号AP009384.1)。其既具备根瘤菌的共性，又可自生固氮，且与宿主植物共生体系固氮效率高，因此更具备研究价值。

趋化是指细菌通过运动响应外界化学物质刺激的过程[2-3]。为应对生存环境的复杂性和生活状态的多样性，ORS571具有数量众多的跨膜趋化受体[4-6]。跨膜趋化受体通常由位于N端与信号分子结合的配体结合域，负责信号传递与内部酶活调控的HAMP结构域和甲基化信号转导结构域组成[7-9]。通过跨膜受体信号转导调节鞭毛进行顺时针或逆时针旋转，从而调节运动状态。趋化受体在根瘤菌与宿主植物建立共生关系的初始阶段具有至关重要的作用。

茎瘤固氮根瘤菌跨膜趋化受体TlpA1由配体结合结构域、HAMP结构域和MCP信号转导结构域组成。其缺失突变株丧失对琥珀酸的趋化能力，固氮能力和竞争结瘤能力均低于野生型[10]。对TlpA1的功能研究有助于深入理解ORS571跨膜趋化受体对琥珀酸等根系分泌物[19-22]的感应机理。本研究对茎瘤固氮根瘤菌ORS571跨膜趋化受体TlpA1进行分析，构建了N端表达菌株，通过体外ITC试验筛选趋化物，从分子水平上初步探究TlpA1对琥珀酸等趋化物的感应机理，以期为今后从分子水平上探究ORS571跨膜趋化受体信号感应和生物学功能提供理论参考。……