Генетический анализ вариаций в подвижности и поверхностных структурах ассоциативных бактерий Azospirillum brasilense

• Автор: Борисов, Игорь Викторович
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 165 с. : ил.

Содержание

Условные обозначения и сокращения.

Введение

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Бактерии рода АгозрпчИит как модельный объект в исследовании явления ассоциативности.

1.1.1. Таксономическое положение и краткая характеристика рода и

видов азоспирилл.

1.1.2. Основные этапы ассоциативного взаимодействия азоспирилл с растениями. Свойства азоспирилл, важные для позитивного влияния на растения

1.2. Свойства и функции плазмид азоспирилл.

1.3. Подвижность бактерий

1.3.1. Строение бактериальных жгутиков, типы жгутикования

1.3.2. Источники энергии для вращения жгутиков бактерий
1.3.3. Роение бактерий.
1.3.4. Возможные механизмы хемотактичсских реакций у бактерий
1.3.5. Пили IV типа и тянущая подвижность бактерий.
1.4. Фазовые вариации бактерий.
1.4.1. Неправильное спаривание в результате соскальзывания ДНК
полимеразного комплекса с коротких нуклеотидных повторов.
1.4.2. Сайтспецифическая рекомбинация.
1.4.3. Перетасовка генов.
1.4.4. Фазовые вариации бактерий, затрагивающие систему подвижности
Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1. Штаммы и плазмиды, использованные в работе
2.2. Питательные среды и условия выращивания бактерий
2.3. Препаративное выделение плазмид
2.4. Выделение тотальной ДНК из бактерий.
2.5. Манипуляции с ДНК и блоттинггибридизация ДНК.
2.6. Изучение подвижности бактерий.
2.7. Изучение хемотаксиса бактерий.
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.
3.1. Типы подвижности штамма . i 5 на полужидких
средах.
3.1.1. Выявление спонтанных производных . i 5 с повышенной скоростью распространения на полужидких
средах.
3.1.2. Выявление условий, индуцирующих распространение . i 5 в полужидкой среде с образованием микроколоний
3.2. Идентификация и генетическая характеристика мутантов
.i 5 с изменениями в подвижности.
3.2.1. Влияние коинтеграции вскторовсамоубийц с МДа
плазмидой . i 5 на подвижность бактерий в полужидких средах
3.2.2. Влияние изменения плазмидного состава на поведение
Ф . i 5 в полужидких средах
3.3. Использование клонированных фрагментов и 0МДа плазмид . i 5 для поиска гомологичных последовательностей в геномах близкородственных штаммов А. i
3.3.1. Гибридизационный анализ ДНК штаммов . i 5,
5.5 и 7 с использованием клонированных фрагментов
и 0МДа плазмид Л. i 5
3.3.1.1. Использование 8.3тпн фрагмента i из плазмиды
рЕК8Х в качестве зондов для изучения плазмидной перестройки у спонтанного мутанта . i 5.5 и для поиска гомологичных последовательностей в плазмидах Л.i 7
3.3.1.2. Использование ЛмЛфрагмента i, содержащего локусы , для изучения плазмидной перестройки у спонтанного мутанта . i 5.5 и для поиска гомологичных последовательностей в плазмидах . i 7
3.3.2. Анализ ДНК и ряда культуральноморфологических свойств у близкородственных штаммов . i 7 и .
3.3.2.1. Культуральноморфологические характеристики . i
7 и .
3.3.2.2. Сравнительный физический анализ ДНК . i 7 и .
3.3.3. Сравнительный анализ ДНК штаммов . i и
5 I
3.4. Характеристика омегонового мутанта . i 5, демонстрирующего распространение в полужидкой среде с образованием микроколоний и расщепление на субпопуляции с образованием роящихся клонов.
3.5. Одиночные инсерции омегона в ДНК . i могут
приводить к дефектам в нескольких видах бактериальной
подвижности
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
Список использованных источников


А. ЬгшПете 8р5 способности к распространению с образованием микроколоний. Создана коллекция мутантов А. Использование молекулярных зондов, полученных на основе фрагментов и 0МДа плазмид А. ЬгшИете 8р5, позволяет выявлять гомологичные последовательности и перестройки в геноме разных штаммов азоспирилл. Интеграция в М Да плазмиду А. ЬгеюНете р5 вектора для инсерционного мутагенеза р8иР или рР0 приводит к образованию разных продуктов слияния и к разнообразным изменениям в жгутиковании и коллективной подвижности бактерий. Переход одного из мутантов А. ЬгаяИете 8р5 от распространения с образованием микроколоний к суперроекию сопровождается перестройками в плазмидных ДНК этого штамма, заключающихся в исчезновении МДа репликона и появлении плазмиды с молекулярной массой МДа. В плазмидах А. ЬгсяНете р из Бр5 и р 5 из Бр7, а также в р 0 из 8р5 и р из штаммов 8р7 и Сб существуют гомологичные локусы, определяющие подвижность, образование жгутиков и полисахаридов. Стабильные различия в морфологии колоний близкородственных штаммов А. ЬгсяИепБе Эр7 и Сб, выделенных из разных растений, коррелируют с утратой 5МДа плазмиды. А. ЬгазИепяе Бр5 для зондирования геномов азоспирилл позволяет дифференцировать штаммы А. ЬгаэНепье 8р7 и Сб. В двух плазмидах неродственных штаммов А. ЬшЛеме 8р5 и существуют гомологичные локусы, что коррелирует с выявленной другими авторами идентичностью повторяющегося звена Оспецифических полисахаридов этих штаммов. Одиночные инсерции омегона в ДНК мутантов А. Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на 5м и 6м Международных совещаниях ii ii Ганновер, Шарвар, , на 8м Восточноевропейском симпозиуме по биологической фиксации азота Саратов, , на 9м Баховском коллоквиуме по азотфиксации Москва, , на м Международном кошрессе но азотфиксации СанктПетербург, , на 1м Рабочем совещании микробиологов Поволжья Саратов, , на 5й и 6й Школахконференциях молодых ученых Горизонты физикохимической биологии Пущино, , , на м Международном конгрессе I i Париж, , на 1й и 2й Региональных конференциях молодых ученых Стратегия взаимодействия микроорганизмов с окружающей средой Саратов, , , на Межрегиональной научной конференции молодых ученых и специалистов Вавиловские чтения Саратов, , на 3й Всероссийской школеконференции Химия и биохимия углеводов Саратов, , на отчетных научных конференциях Института биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАИ Саратов, , , . РАН г. Публикации. По теме диссертации опубликовано работ. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, главы с изложением и обсуждением собственных результатов, заключения, выводов и списка цитируемой литературы, включающего 5 источников. Объем диссертации составляет 4 машинописные страницы. Работа содержит рисунка и 7 таблиц. Глава 1. Бурное развитие методов молекулярной биологии во второй половине двадцатого века создало предпосылки для изучения взаимодействий организмов различных таксонов на новых уровнях биохимическом и генетическом. Новые задачи потребовали выбора модельных объектов для изучения. Общепризнанной моделью при исследованиях фитопатогенных микроорганизмов являются бактерии рода i, образующие на растениях легко определяемые структуры опухоли. При исследовании взаимовыгодных отношений растений с бактериями симбиоза модельным объектом является пара бобовые растения бактерии рода iii ранее ii. Эти бактерии способны образовывать азотофиксирующие клубеньки на корнях растений. Большое значение злаков в экологии и сельском хозяйстве требовало изучения форм их полезных взаимоотношений с бактериями. Несмотря на то, что были выявлены многочисленные варианты взаимодействий, стимулирующих рост растений, специализированные структуры, возможно образующиеся при этом, до сих пор не выявлены. В конце х гг. При этом взаимодействии не происходит значительных морфологических изменений со стороны обоих партнеров, но продемонстрировано их благотворное взаимное влияние в ассоциации i . Vii, v, .