Влияние изменений в первичной структуре мегаплазмид на социальную подвижность почвенных бактерий Azospirillum brasilense

Номер гранта:06-04-48204
Область научного знания:биология и медицинские науки
Тип конкурса: («а» (до 2016))(«а») инициативные научные проекты
Год выполнения:2006г.
Руководитель: Кацы Е.И.
Статус заявки:поддержана

Аннотация к заявке:

Задача - обоснование гипотезы о том, что определенные изменения в структуре мегаплазмид могут приводить к переключениям в продукции двигательных органелл (полярный жгутик /Fla/ или полярный пучок пилей /Bfp/) и социальной подвижности (роение, определяемое вращением Fla и латеральных жгутиков и межклеточными контактами - фенотип Swa+; ускоренное роение - фенотип Swa++; распространение с образованием микроколоний, зависящее от сокращения-вытягивания Bfp и межклеточных взаимодействий - фенотип Gri+) у ассоциированных с растениями почвенных бактерий. Объекты - штамм Azospirillum brasilense Sp245 дикого типа, его оригинальные мутанты и фенотипические варианты с изменениями в образовании О-специфических полисахаридов, двигательных органелл и подвижности. Молекулярные зонды - клонированные фрагменты 85-МДа (p85) и 120-МДа (p120) плазмид Sp245 (для гибридизации и секвенирования ДНК), олигонуклеотидные праймеры (для амплификации ДНК). План работы: Молекулярно-генетическая характеристика отличающихся от родительского штамма ускоренным роением спонтанных вариантов и мутантов Sp245 (несущих вставки вектора в p85) (переход от Swa+ к Swa++ фенотипу). Анализ изменений в первичной структуре p85 и p120 у мутанта Sp245, имеющего ярко выраженный фенотип Gri+, и у Swa++ производных данного мутанта (переходы от Swa+ к Gri+ и от Gri+ к Swa++ фенотипу). Определение нуклеотидной последовательности и характеристика предполагаемых продуктов экспрессии тех локусов p85 и p120, индуцированные или спонтанные перестройки в которых привели к фенотипическим вариациям в социальной подвижности азоспирилл. Исследование возможного модулирующего влияния внешних факторов, в том числе, растения-партнера, на частоту появления субпопуляций A. brasilense с фенотипом Swa+ Gri-; Swa- Gri+ или Swa- Gri-. Разработка праймеров для мониторинга плазмидных перестроек у азоспирилл. ПЦР-фингерпринтинг ДНК фенотипических вариантов A. brasilense.

Аннотация к отчету по результатам реализации проекта:

1. Стимулирующие рост растений бактерии A. brasilense плавают в жидкостях, роятся или мигрируют с образованием микроколоний (Gri+ фенотип) в полужидких средах. Охарактеризовано несколько спонтанных суперроящихся производных модельного штамма A. brasilense Sp245 и его Gri+ мутанта BK759G. Показано, что при спонтанном переходе Sp245 от роения к ускоренному роению утрачивается 85-МДа плазмида (p85), а при переключении мутанта BK759G от распространения с образованием микроколоний к ускоренному роению в клетках его суперроящихся производных вместо p85 появляется 36-МДа репликон. Осуществлен анализ полиморфизма длин фрагментов рестрикции тотальной ДНК Sp245 и его дериватов с изменениями в социальной подвижности в реакциях гибридизации с фрагментами p85 и 120-МДа плазмиды (p120) Sp245. Эти зонды содержат локусы, мутагенез которых приводит к изменениям в структуре полисахаридов клеточной поверхности, индивидуальной и социальной подвижности азоспирилл. Гибридизационный анализ подтвердил, что при вариациях в социальной подвижности A. brasilense Sp245 происходят перестройки генома, затрагивающие p85 и p120. Установлено, что спонтанные изменения состава и структуры плазмид типового штамма A. brasilense Sp7 влияют на скорость роения бактерий. 2. Начато секвенирование 15,5-т.п.н. XhoI-фрагмента p120 из A. brasilense Sp245, индуцированный или спонтанный мутагенез которого приводит к изменениям в индивидуальной и социальной подвижности азоспирилл. Определена последовательность примерно двух тысяч пар нуклеотидов названного фрагмента, осуществляется in silico анализ свойств этой последовательности. 3. Изучена индивидуальная и социальная подвижность азоспирилл в присутствии растительных лектинов и экссудатов проростков пшеницы. Лектины со специфичностью к остаткам N-ацетил-бета-D-глюкозамина (агглютинины Solanum tuberosum, Ulex europeus и зародышей пшеницы) снижали скорость плавания A. brasilense Sp245 и Sp107 и индуцировали у этих бактерий образование разветвленно-зернистых колоний вместо колец роения. Эти эффекты явились следствием специфических взаимодействий между агглютининами и полимерами, присутствующими на поверхности клеток штаммов Sp245 и Sp107. Конканавалин А (со сродством к концевым остаткам альфа-D-маннозы и альфа-D-глюкозы) и фитогемагглютинин P Phaseolus vulgaris (с неохарактеризованной специфичностью) практически не влияли на подвижность A. brasilense. На скорость плавания A. brasilense Sp245 и его мутантов в жидких средах корневые экссудаты проростков пшеницы не влияли. В присутствии экссудатов проростков пшеницы увеличивалась скорость роения A. brasilense Sp245; возрастало количество роящихся клонов в популяциях его Gri+ мутантов, дальнейшего повышения скорости роения у суперроящихся мутантов не происходило. В результате установлено, что внешние факторы (растительные лектины с определенной специфичностью; соединения, входящие в состав экссудатов проростков пшеницы) могут оказывать модулирующее влияние на социальную подвижность A. brasilense.
Аннотации к заявке и отчету приведены в авторской редакции. по состоянию на 29.01.2022.
Помог ли вам материал?
0    0