我们已发表的研究结果证明农杆菌T-复合物招募蛋白VBP具招募T-DNA复合物的功能,而影响农杆菌的转化效率。农杆菌有三个平行同源的vbp基因,均能编码VBP蛋白,三个vbp在实现招募功能方面可相互替代,只有不含vbp基因的突变体才完全失去T-复合物招募功能,说明野生型农杆菌的三个vbp之间有复杂的表达调控机制。多拷贝平行同源基因在生物界很普遍,但平行同源基因表达调控机制的实验研究很少。本研究将荧光蛋白基因分别融合到三个vbp中,使无明显表现型的vbp基因转变成以荧光为表现型的融合基因以研究其表达调控。用我们建立的精确突变方法对可能调控vbp表达的调控序列进行突变以确定调控vbp转录的位点,再以调控位点的DNA片段去找可能参与调控的反式作用元件,来解析vbp同源基因之间的表达调控机理。本项目不仅在提高农杆菌转化效率方面有潜在应用价值,还可为其它无明显表现型基因和多拷贝基因的研究提供示范。
Agrobacterium tumefaciens;T-DNA transfer;T-complex recruiting protein;protein function;gene expression
农杆菌介导的T-DNA转运技术是一种应用最广泛和最有效的植物转基因技术。农杆菌T-复合物招募蛋白(缩写为VBP)参与农杆菌的T-DNA转运,影响转基因效率。农杆菌中含有三个能够编码高度同源的VBP蛋白的基因(缩写为vbp;三个vbp基因分别用vbp1,vbp2和vbp3表示;编码的三种VBP蛋白分别用VBP1,VBP2和VBP3表示)。该资助项目的研究计划就是,在确定农杆菌T-复合物招募蛋白VBP的生物化学功能的基础上,进一步研究三个编码农杆菌T-复合物招募蛋白的平行同源基因的表达调控机理。由该资助项目所获得的研究成果已经分别在FEBS Journal;Front Microbiol和Appl Microbiol Biotechnol三种SCI二区期刊中发表论文三篇,其中Appl Microbiol Biotechnol为工程技术类顶级(top)期刊,还有一篇论文已经被中文核心期刊《生命科学》接受。发表的论文数已经超过了项目预期发表的论文数量。此外,还有一篇重要论文正在整理中。这些研究成果的主要内容和重要结果具体如下1)确定了农杆菌T-复合物招募蛋白VBP具有(d)NTPase 酶活性,并对农杆菌T-复合物招募蛋白VBP1的催化特性进行了详细研究,测定了VBP1水解八种三磷酸核苷酸的Km值。2)详细研究了对农杆菌致瘤有明显诱导作用的三种环境因子(pH、温度和乙酰丁香酮(AS))对三个vbp基因表达的影响。结果证明,vbp1和vbp3的表达不受这三种环境因子的影响,vbp2基因的表达受这些因子的影响,只在较高温度、较高pH值和较低AS浓度下才表达,其中pH可能是调控vbp2基因表达的关键因子。3)建立了一种以荧光蛋白基因为报告基因的研究启动子活性的方法,并成功地用该方法来研究vbp基因的启动子活性。4)分析和鉴定了三个vbp基因启动子区的部分关键调控位点。对vbp1启动子区的sigma A和fnr以及vbp2启动子区的fadR和rhaS调控位点进行了详细研究。5)在进行该研究项目的过程中,为了使所积累的一些经验技术和结果能够更好地与实际应用相结合,将研究内容拓展到李斯特菌p60蛋白功能的研究,对该蛋白的两个结构域的功能进行了深入的研究,取得了较好的研究结果。这些研究结果能够获得国际同行的认可,发表在国际公认的重要学术期刊上,已经说明这些研究成果具有重要的科学意义。