固氮施氏假单胞菌电子传递复合体rnf基因簇的功能鉴定

摘要 能量供应是限制生物固氮效率的重要因素，电子传递复合体是生物固氮过程中能量产生的重要组成部分。基因组分析表明，在联合固氮菌施氏假单胞菌A1501基因组中存在两套编码电子传递复合体rnf，分别为基因簇rnf1和rnf2，其中rnf1位于固氮基因岛上，rnf2基因簇位于核心基因组上。为了明确两套电子传递体在生物固氮过程中的功能，分别构建了rnf1和rnf2基因簇的突变株并测定了相关表型。结果发现，在基本培养基中两个基因簇的突变都不影响菌体生长，可能相互之间存在着功能互补；固氮酶活性测定结果表明，位于固氮基因岛中的rnf1基因簇缺失造成固氮酶活下降80%以上，而rnf2基因簇的缺失对酶活无显著影响。进一步采用启动子-lacZ融合表达策略探究了基因簇rnf1对固氮酶结构基因nifH转录的影响，发现rnf1极性突变株中nifH的启动子转录活性仅为野生型的17.59%，推测rnf1缺失造成了固氮条件下能量产生匮乏，胞内碳氮比失衡，进而造成固氮系统表达受抑制