紫花苜蓿根结节和ROS
另一方面，紫花苜蓿对中华根瘤菌感染的反应是通过产生O2”和过氧化氢。O2在9天前的感染线和感染细胞中检测到。在感染细胞的细胞壁和感染线(II区)中可以看到H2O2的产生，在分生区I和固定区III中没有发现H2O2 (Santos et al. 2001)。因此，苜蓿对S. meliloti感染产生了长时间的氧化爆发反应。这让人联想到氧化爆发作为植物对病原体防御反应的早期反应。为了研究微共生体超氧化物歧化酶(SOD)在共生过程中抗氧化应激的作用，分离了编码S. meliloti唯一细胞质SOD的sodA基因，并构建了一个零突变体。由此产生的突变体，缺乏SOD活性，能够正常生长，在自由生活时仅对氧化应激中度敏感。相比之下，其在紫花苜蓿中的共生特性受到了极大的影响(Santos et al. 2000)。sod缺失突变体结瘤较差，出现异常感染。电镜观察显示，大多数结节在感染II区水平的类菌分化被阻断。在某些情况下，细菌被释放到细胞质中，没有类杆菌周围膜，并且没有分化。 In other cases, the infection threads aborted and the bacteria degenerated without release (Santos et al. 2000).
由于SOD活性导致H2O2的形成，已在感染线中检测到H2O2，因此还研究了缺乏过氧化氢酶活性的S. meliloti突变体的共生行为。S. meliloti含有三个过氧化氢酶基因，分别命名为katA、katC和katB，分别编码两种单功能过氧化氢酶和一种双功能过氧化氢酶/过氧化物酶(Sigaud et al. 1999)。缺乏其中一种过氧化氢酶的突变体的共生能力不受影响。然而，与野生型相比，katA/katC双突变体的结瘤效率降低。其他双突变体(katA/katB和katB/katC)和三突变体目前正在构建中，并将测试其结瘤能力。此外，使用启动子- lacz融合的实验表明，sodA在感染线中强烈表达，而过氧化氢酶基因则有差异表达。这进一步证实了细菌在感染过程中必须面临氧化挑战。在这个框架中，必须指出的是，编码蛋白质的细菌基因与共生过程中诱导的其他基因一起被分离出来(Oke, Long 1999)。
继续阅读:固氮酶活性的调节
这篇文章有用吗?