摘要
耐盐碱微生物资源能促进土壤养分循环,提高植物保水耐盐能力,因此在盐碱土改良领域有重要应用意义.课题组前期分离得到一株耐盐碱细菌菌株BFL-3,为明确该菌株的遗传进化关系、耐盐碱程度及机理,本研究对BFL-3进行了形态学观察和16S rRNA序列分析,采用光密度法研究了BFL-3在不同pH及NaCl胁迫下的生长特性.利用二代测序技术对BFL-3进行全基因组测序分析,并对其进行比对注释,通过qPCR验证BFL-3在含5％NaCl、pH 9的培养基中耐盐碱相关基因的表达.结果显示,菌株BFL-3为菱形节杆菌(Arthrobacter rhombi),其对NaCl的耐受范围为0.5％～10％,对pH的耐受范围为5～10;全基因组测序分析最终获得35条支架(Scaffold)序列,总序列长度为3476199 bp,G+C摩尔百分含量为69.15％,编码基因数量为3170个,含有tRNA基因50个,rRNA基因7个.基因注释显示,菌株BFL-3在氨基酸和碳水化合物代谢途径富集大量基因,同时在离子转运蛋白相关途径富集一定数量的基因,表明BFL-3可能采用相容溶质积累和离子平衡两种策略来响应盐碱胁迫.qPCR验证显示,BFL-3在培养基含5％NaCl、pH值9的条件下,海藻糖合成酶(trehalose synthase,treS)、二氨基丁酸-2-酮戊二酸转氨酶(diaminobutyrate-2-oxoglutarate transaminase,ectB)、谷氨酸脱氢酶(glutamate dehydrogenase,gdhA)、甜菜碱/L-脯氨酸ABC转运透性酶(glycine betaine/L-proline ABC transporter permease,proW)、Trk系统钾离子转运蛋白(Trk system potassium transporter,trkA)、胆碱ABC转运透性酶(choline ABC transporter permease,opuBD)表达量均上调,分别是对照的11.0、6.2、6.0、13.1、7.4和6.3倍(P＜0.01),说明菌株BFL-3通过在胞内合成积累海藻糖、四氢嘧啶、谷氨酸等相容性物质并调控离子平衡来缓解盐碱胁迫的压力.本研究结果明确了BFL-3的耐盐碱特性,初步探索了该菌株的盐碱耐受机理,为进一步利用该菌株修复盐碱地提供科学依据.
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