Идентификация гена ацк-деаминазы в штаммах pseudomonas putida и bacillus subtilis

Важным вкладом в изучение регуляции гормонального статуса растений ризобактериями стало открытие бактериального фермента 1-аминоциклопропан-1-карбоксилат (АЦК) деаминазы. У растений аминокислота АЦК окисляется АЦК оксидазой до этилена т.е. является его предшественником, а этилен как известно служит гормоном стресса у растений [1]. Этилен синтезируется в ответ на такие стрессовые факторы как, засуха, засоление почв, тяжелые металлы, а так же воздействию фитопатогенов, что ведёт к ингибированию роста, увяданию, опаду листьев и к гибели растений [2].

Ризобактерии, способные синтизировать АЦК-дезаминазу, используют АЦК растений в качестве источника азота и углерода, превращая его в аммиак и в а-кетоглутарат. Доказано, что фитогормон индол-3-уксусная кислота (ИУК) усиливающий рост растений так же стимулирует АЦК синтазу, но ингибирует АЦК оксидазу [3]. Под действием бактериальной ИУК растение синтезирует больше АЦК, используемой бактериями [2]. Таким образом, бактерии обеспечивают себя уникальным источником питания в ризосфере и тем самым повышают конкурентоспособность в колонизации корней растений.

Целью данной работы является идентификация гена ответсвенного за синтез АЦК-деаминазы у штаммов Pseudomonas putida и Bacillus subtilis.

Материалы и методы. Штаммы бактерий выделяли из ризосферы картофеля и идентифицировали по гомологии генов 16S рРНК.. Гены синтетаз АЦК-деаминазы идентифицировали с помощью ПЦР-амплификации с использованием праймеров, сконструированных к гену asdS (aminocyclopropane-1-carboxylate deaminase gene, complete cds). Результаты и обсуждения. Из ризосферы картофеля были выделены два изолята бактерий, идентифицированные как P. putida (97% гомологии по генам 16S рРНК) и B. subtilis (98% гомологии по генам 16S рРНК). С помощью сконструированных праймеров в геномах выделенных бактерий мы амплифицировали гены ответственные за биосинтез АЦК-деаминазы. В геномах штаммов P. putida и B. subtilis идентифицирован ген АЦК-деаминазы.

Вывод. Таким образом, штаммы P. putida и B. subtilis имеют потенциальную способность к утилизации растительный АЦК, тем самым снижают ингибирование роста растений этиленом, синтезируемым при абиотических и биотических стрессах. Поэтому следует считать P. putida и B. subtilis перспективными агентами нового биопрепарата со специфическим антистрессовым эффектом.

Работа выполнена за счет средств субсидии, выделенной К(П)ФУ для выполнения государственного задания в сфере научной деятельности (проект 14-83).

Список литературы

  1. P.N. Bhattacharyya, D.K. Jha. Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR): emergence in agriculture // World J. Microbiol. Biotechnol., 2012, Vol. 28., p. 1327-1350.
  2. B.R. Glick. Bacteria with ACC deaminase can promote plant growth and help to feed the world // Microbiological Research, 2014, Vol. 169. Issue 1, p. 30-39.
  3. D. Saravanakumar, R. Samiyappan. ACC deaminase from Pseudomonas fluorescens mediated saline resistance in groundnut (Arachis hypogea) plants // Applied Microbiology, 2006, Vol. 102. Issue 5, p. 1283-1292.
Год: 2016
Город: Шымкент
Категория: Медицина