甘蔗内生固氮菌Klebsiella variicola DX120E溶磷基因GDH和pqqE的克隆及溶磷特性分析

作者：陈炯宇; 覃英; 谢显秋; 黄毓燕; 董登峰; 邢永秀^*; 李杨瑞^*

来源：热带作物学报, 2021, 42(10): 2819-2827.

• 甘蔗
• Klebsiella variicola DX120E
• GDH
• pqqE
• 溶磷特性

葡萄糖脱氢酶(GDH)和吡咯喹啉醌(PQQ)对溶磷微生物溶解无机磷具有重要作用。本研究为了探讨甘蔗内生固氮菌变栖克雷伯菌(Klebsiella variicola)DX120E的溶磷机制,从该菌中克隆溶磷基因GDH和pqqE的ORF,并进行了生物信息学分析,同时还研究了该菌对不同磷源的利用能力。结果表明:克隆得到甘蔗内生固氮菌Klebsiella variicola DX120E GDH和pqqE基因的ORF分别为2373 bp和1143 bp,编码氨基酸分别为790个和380个。生物信息学分析结果表明,GDH蛋白为稳定蛋白,pqqE蛋白为不稳定蛋白。GDH蛋白是一个与细胞信号传导有关的膜受体蛋白,具有PQQmembrDH、PQQmGDH功能域和PQQDHlike超家族蛋白结构;pqqE基因编码的蛋白是胞内蛋白,含有1个PQQsynpqqE功能域和Radical SAM超家族蛋白的结构。内生固氮菌Klebsiella variicola DX120E对不同磷源的利用和GDH和pqqE基因在不同磷源培养时的qRT-PCR分析表明,该菌对不同磷源的溶磷能力表现为FePO4>AlPO4>Ca3(PO4)2,且溶解FePO4的能力与溶解Ca3(PO4)2、AlPO4等难溶磷源的差异均显著(P<0.05)。在几种磷源条件下,GDH和pqqE基因相对表达量均增加,且2个基因的表达量变化趋势一致。GDH和pqqE基因在以FePO4为磷源条件下的表达量与以Ca3(PO4)2为磷源的表达量差异显著(P<0.05)。本研究可为进一步研究内生固氮菌与甘蔗的互作和溶磷机制提供参考。

• 单位
  中国农业科学院; 广西大学; 广西壮族自治区农业科学院甘蔗研究所