苜蓿中华根瘤菌Sm NifA蛋白与阴沟肠杆菌Ec NifA蛋白功能差异的研究

nifA基因是固氮基因nif的调节基因,其产物NifA蛋白是固氮过程的中心调节因子。将多拷贝组成型表达的苜蓿中华根瘤菌(Sinorhizobium meliloti,Sm)nifA基因或阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae,Ec)nifA基因引入苜蓿中华根瘤菌野生型菌株Sm 1021和苜蓿中华根瘤菌nifA突变型菌株SmY中,并检测这些苜蓿中华根瘤菌感染苜蓿之后根瘤的表型及固氮酶活性。实验结果表明,苜蓿中华根瘤菌NifA蛋白和阴沟肠杆菌NifA蛋白在苜蓿中华根瘤菌中的功能有明显差异。在野生型菌株Sm 1021中,引入多拷贝SmnifA基因对宿主根瘤固氮效率的促进作用明显优于引入多拷贝Ec nifA基因的作用。引入多拷贝Sm nifA基因的SmY菌株(nifA突变型)能够共生固氮,而引入Ec nifA基因的SmY菌株仍然不能固氮。氨基酸序列同源性分析显示,N末端结构域是Sm NifA蛋白和Ec NifA蛋白同源性最低的功能域。进一步研究表明,Sm NifA蛋白的N末端结构域在互补苜蓿中华根瘤菌nifA突变型菌株SmY的固氮功能时是必需的。