生防解淀粉芽孢杆菌CC09菌株环脂肽合成酶基因的转录调控机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31272081
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    78.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1406.生物防治
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Cyclic lipopeptides (CLPs) that are synthesized by nonribosomal synthetic pathway are a group of the important secondary metabolites, which play a key role in control of plant diseases. Although the biochemical and operon properties of CLPs synthetases are known relatively well, the transcriptional regulation mechanism of the synthetase genes is not understood yet. At the present project, a biocontrol endophytic strain of Bacillus amyloliquefaciens CC09 that was isolated from Cinnamomum camphora is used as a start strain to prepare a seris of RNA polynerase mutated mutants, which show both increase and decrease of CLPs (iturin A and surfactin) production by using the RNA polymerizing (RNAP) mutation technique. The wild type and the mutant strains are used as materials to study the transcriptional properties of CLPs synthetase encoding genes by in vitro and in vivo transcriptional detection methods. Meanwhile, DNA chips and 2-D electrophoresis techniques are used to analyze the transcriptomics and proteomics spectra of these test strains at different growth phases. All the regulators invoving CLPs synthetase transcription and their interation will be studied.The unknown transcriptional regulation mechanisms of CLPs in B. amyloliquefaciens CC09 will be disclosed by comparing all the data between wild strain and its RNA polymerase muation strains. The obtained results also can provide new ideas and methods for studying the transcriptional regualtion mechanisms of nonribosomal synthetase genes ecoding antibitic synthetases in other microorganisms.
环脂肽(CLPs)是生防芽孢杆菌通过非核糖体肽合成酶催化合成的次生代谢物质,在防治植物病害过程中发挥着关键作用。虽然CLPs合成酶的生化性质和操纵子结构已比较清楚,但其转录调控机制至今尚未充分阐明。本项目以生防内生解淀粉芽孢杆菌CC09菌株为出发菌株,利用RNA聚合酶突变技术,制备一系列对CLPs(Iturin A和Surfactin)合成具有促进(正突变)和抑制(负突变)作用的突变菌株;以上述野生型和突变型菌株为材料,采用RNA聚合酶的体内和体外转录研究技术,研究CLPs合成酶基因的转录特性;通过芯片分析以及二维电泳等手段,分析不同生长阶段各菌株之间的转录组学和蛋白质组学差异,了解CLPs合成酶基因转录过程中存在的调控因子及其相互作用,揭示尚未知晓的解淀粉芽孢杆菌非核糖体合成CLPs的转录调控机制,并为研究其他微生物非核糖体合成抗生素的转录调控机理提供新思路和新方法。

结项摘要

采用全基因组测序、RNA聚合酶突变、比较转录组学技术,研究了内生解淀粉芽孢杆菌CC09菌株的生防基础及环脂肽合成酶基因的转录调控机制,取得了如下结果:⑴完成了CC09菌株全基因组测序,4.17 Mb,46.1% GC,4021个基因(Accession No. CP015443)。⑵基于核心基因组序列的同源性分析,将CC09菌株鉴定为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。⑶全面分析了CC09菌株产次生代谢产物的潜力,共鉴定出13个具有生防效果的代谢物,其中4个尚未报道。⑷获得并确认了6个抗利福平RNA聚合酶亚基单点突变菌株【CC09-RIF1(H485Y),CC09-RIF2(H485C),CC09-RIF3(H485R),CC09-RIF4(H485D),CC09-RIF5(S490L),CC09-RIF6(Q472R)】和1个双点突变菌株【CC09-RIF7(S490L/S617F)】。⑸深入研究了不同突变菌株的生长和生理学表型,发现H485突变显著影响CC09菌株的生防能力(运动性,生物膜,芽孢,抑制真菌分生孢子,iturin A产量),其中,CC09-RIF3和CC09-RIF4产iturin A的能力分别是CC09菌株的2.03倍和1.67倍,为正突变菌株;而CC09-RIF6和CC09-RIF5产iturin A能力则显著低于CC09菌株,为负突变菌株。⑹优化了CC09菌株和CC09-RIF3产iturin A的发酵条件。⑺CC09-RIF3、CC09-RIF6与CC09菌株的比较转录组学研究结果显示,CC09-RIF3有615个基因上调,379个基因下调,上调基因数是下调基因数的1.6倍;而CC09-RIF6则有386个基因上调,648个基因下调,上调基因数是下调基因数的0.6倍。⑻基于差异基因表达水平和iturin A产量,构建了CC09菌株iturin A合成途径的转录调控网络,其中至少有20多个基因参与了iturin A合成的转录调控。⑼体内转录活性证明,iturin A基因簇的转录调控十分复杂,既与转录启动子与终止子序列有关,又可能与转录后调控有关。这些研究结果为深入了解内生贝莱斯芽孢杆菌CC09菌株生防作用的化学和分子机理奠定了重要理论基础。

项目成果

期刊论文数量(19)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
内生解淀粉芽孢杆菌CC09菌株在小麦叶部的定殖能力及其防治白粉病效果研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国生物防治学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨洪凤;薛雅蓉;余向阳;刘常宏
  • 通讯作者:
    刘常宏
生防解淀粉芽孢杆菌CC09合成iturin A条件的响应面优化
  • DOI:
    10.16409/j.cnki.2095-039x.2016.02.015
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国生物防治学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘京兰;蔡勋超;薛雅蓉;刘常宏;余向阳
  • 通讯作者:
    余向阳
Application of an Endophytic Bacillus amyloliquefaciens CC09 in field control of Rehmannia glutinosa root rots disease
内生解淀粉芽孢杆菌CC09在田间防治地黄根腐病中的应用
  • DOI:
    10.9734/arrb/2014/8983
  • 发表时间:
    2014-01
  • 期刊:
    Annual Research & Review in Biology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yarong Xue, Lichuan Guo, Yunbin Fang;Chanhong Liu
  • 通讯作者:
    Chanhong Liu
内生解淀粉芽孢杆菌CC09产Iturin A摇瓶发酵条件优化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    微生物学通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘京兰;薛雅蓉;刘常宏
  • 通讯作者:
    刘常宏
Study of endophytic Bacillus amyloliquefaciens CC09 and its antifungal cyclic lipopeptides
内生解淀粉芽孢杆菌CC09及其抗真菌环脂肽的研究
  • DOI:
    10.7324/jabb.2013.1101
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    Journal of Applied Biology & Biotechnology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Cai XunChao;Li Hui;Xue Yarong;Liu Changhong
  • 通讯作者:
    Liu Changhong

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  • 作者:
    郭雨;刘常宏;卜元卿;薛雅蓉
  • 通讯作者:
    薛雅蓉
盐度对海滨盐沼硫细菌生长和活性
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    南京大学学报(自然科学),2007,43:295-301
  • 影响因子:
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  • 作者:
    杨茜,幸颖;刘常宏;周长芳;安
  • 通讯作者:

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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