通过采用新颖的基于抗生素抗性的体内表达技术筛选的方法获得中慢生型天山根瘤菌CCBAU3306 菌株中受植物根系分泌物诱导表达的基因-msiA,该基因编码一个LsyE家族的膜运输蛋白。对筛选获得的基因进行遗传学分析,发现该蛋白的表达受根系分泌物和MsiR蛋白的共同调控。对根系分泌物进行分离和结构测定发现该活性成分是刀豆氨酸,该物质作为植物的防御物质广泛存在于豆科植物中,MsiA作为刀豆氨酸的运输蛋白将其从胞内外排到胞外,从而降低刀豆氨酸对细胞的毒害。同时我们在其它的根瘤菌中均发现了类似的系统,并具有相同的功能。进一步的研究表明刀豆氨酸的抗性对于细菌在豆科植物根系的定殖具有重要的影响。本研究因此揭示了根瘤菌与宿主共生过程中早期识别的一个机制,该机制揭示了根瘤菌为更好地在宿主根系的定殖进化出了MsiA/MsiR系统,该系统能帮助根瘤菌外排宿主的防御性物质-刀豆氨酸,从而实现根瘤菌在宿主根系成为优势菌群,进而成功完成共生过程。
英文主题词Mesorhizobium tianshanense; canavanine; MsiA/MsiR system; symbiosis