PHÂN TÍCH DI TRUYỀN KHẢ NĂNG DI CHUYỂN THEO PHENANTHRENE CỦA VI KHUẨN PSEUDOMONAS STUTZERI E1

Nguyễn Thị Phi Oanh * , Dirk Springael , Line Nielsen , Paulina Estrada De Los Santos và René De Mot

* Tác giả liên hệ (ntpoanh@ctu.edu.vn)

Article Sidebar

Full Text: PDF

Ngày nhận bài: 20-04-2021
Ngày duyệt đăng: 03-06-2022
Ngày xuất bản: 01-05-2008
Title:
Lượt xem
32
Downloads
8
Trích dẫn
Oanh, N. T. P., Springael, D. ., Nielsen, L. ., Santos, P. E. D. L., & Mot, R. D. (2008). PHÂN TÍCH DI TRUYỀN KHẢ NĂNG DI CHUYỂN THEO PHENANTHRENE CỦA VI KHUẨN PSEUDOMONAS STUTZERI E1. Tạp chí Khoa học Đại học cần Thơ, (9), 136-144. Truy vấn từ https://ctujsvn.ctu.edu.vn/index.php/ctujsvn/article/view/517
Số báo
Số. 9 (2008)
Chuyên mục
Công nghệ

Abstract

Pseudomonas stutzeri strain E1 shows a two-time accelerated swarming behavior in minimal medium with sprayed phenanthrene in swimming assays and a five-time higher chemotaxis towards dissolved phenanthrene in capillary assays.  A mutant bank of strain E1 was constructed using the pTnMod-OGm plasposon mutagenesis system.  82 out of 2639 electroporants screened showed an altered phenotype of phenanthrene-driven motility and/or phenanthrene degradation. 16 representative mutants were selected for sequencing the genes flanking the plasposon insertion. Mutations in flhA resulted in abolished swimming and swarming phenotype, and in flgK resulted in abolished swimming and diminished swarming phenotype.  A mutation in cheY performed abolished swimming and reduced swarming activity while a gidA mutation resulted in decreased phenanthrene degradation and both decreased swimming and swarming behavior. A mutation in gene encoding a Zn dependent protease and in a gene encoding capsular polysaccharide biosynthesis protein resulted in abolished swarming suggesting that these proteins also play a potential role in the swarming activity of P. stutzeri E1. Pseudomonas stutzeri dòng E1 có khả năng di chuyển bề mặt tăng gấp đôi khi nuôi trong môi trường tối thiểu được phủ phenanthrene.  Thí nghiệm mao dẫn cũng cho thấy E1 di chuyển nhanh gấp năm lần về hướng có phenanthrene.  Plasposon pTnMod-OGm được dùng để tạo thư viện đột biến dòng E1.  Trong số 2639 đột biến đã khảo sát, 82 đột biến biểu hiện những thay đổi về khả năng di chuyển theo phenanthrene và/hoặc phân hủy phenanthrene.  16 đột biến được chọn để giải trình tự của các gen đột biến tương ứng. Đột biến gen flhA làm E1 mất khả năng bơi và di chuyển bề mặt, đột biến gen flgK làm mất khả năng bơi và giảm khả năng di chuyển bề mặt của E1.  Đột biến gen cheY làm mất khả năng bơi và giảm khả năng di chuyển bề mặt trong khi đột biến gen gidA làm giảm khả năng phân hủy phenanthrene và giảm cả khả năng bơi và di chuyển bề mặt của E1.  Đột biến gen tổng hợp protein Zn-dependent protease và gen tổng hợp vỏ polysaccharide làm cho E1 mất khả năng di chuyển bề mặt chứng tỏ các protein này cũng giữ vai trò tiềm năng trong hoạt động di chuyển bề mặt của P. stutzeri E1.
Keywords: polycyclic aromatic hydrocarbon, phenanthrene, chemotaxis, plasposon pTnMod-OGm, swimming, swarming

Tóm tắt

ABSTRACT

Pseudomonas stutzeri strain E1 shows a two-time accelerated swarming behavior in minimal medium with sprayed phenanthrene in swimming assays and a five-time higher chemotaxis towards dissolved phenanthrene in capillary assays.  A mutant bank of strain E1 was constructed using the pTnMod-OGm plasposon mutagenesis system.  82 out of 2639 electroporants screened showed an altered phenotype of phenanthrene-driven motility and/or phenanthrene degradation. 16 representative mutants were selected for sequencing the genes flanking the plasposon insertion. Mutations in flhA resulted in abolished swimming and swarming phenotype, and in flgK resulted in abolished swimming and diminished swarming phenotype.  A mutation in cheY performed abolished swimming and reduced swarming activity while a gidA mutation resulted in decreased phenanthrene degradation and both decreased swimming and swarming behavior. A mutation in gene encoding a Zn dependent protease and in a gene encoding capsular polysaccharide biosynthesis protein resulted in abolished swarming suggesting that these proteins also play a potential role in the swarming activity of P. stutzeri E1.

Keywords: Pseudomonas stutzeri, polycyclic aromatic hydrocarbon, phenanthrene, chemotaxis, plasposon pTnMod-OGm, swimming, swarming

Title: Genetic analysis of phenanthrene-driven motility by the phenanthrene-degrading soil isolate Pseudomonas stutzeri E1

TóM TắT

Pseudomonas stutzeri dòng E1 có khả năng di chuyển bề mặt tăng gấp đôi khi nuôi trong môi trường tối thiểu được phủ phenanthrene.  Thí nghiệm mao dẫn cũng cho thấy E1 di chuyển nhanh gấp năm lần về hướng có phenanthrene.  Plasposon pTnMod-OGm được dùng để tạo thư viện đột biến dòng E1.  Trong số 2639 đột biến đã khảo sát, 82 đột biến biểu hiện những thay đổi về khả năng di chuyển theo phenanthrene và/hoặc phân hủy phenanthrene.  16 đột biến được chọn để giải trình tự của các gen đột biến tương ứng. Đột biến gen flhA làm E1 mất khả năng bơi và di chuyển bề mặt, đột biến gen flgK làm mất khả năng bơi và giảm khả năng di chuyển bề mặt của E1.  Đột biến gen cheY làm mất khả năng bơi và giảm khả năng di chuyển bề mặt trong khi đột biến gen gidA làm giảm khả năng phân hủy phenanthrene và giảm cả khả năng bơi và di chuyển bề mặt của E1.  Đột biến gen tổng hợp protein Zn-dependent protease và gen tổng hợp vỏ polysaccharide làm cho E1 mất khả năng di chuyển bề mặt chứng tỏ các protein này cũng giữ vai trò tiềm năng trong hoạt động di chuyển bề mặt của P. stutzeri E1.

Từ khoá: Pseudomonas stutzeri, hydrocarbon đa vòng thơm, phenanthrene, hóa hướng động, plasposon pTnMod-OGm, bơi, di chuyển bề mặt

Từ khóa: Pseudomonas stutzeri, hydrocarbon đa vòng thơm, phenanthrene, hóa hướng động, plasposon pTnMod-OGm, bơi, di chuyển bề mặt

Article Details

Tài liệu tham khảo

Bastiaens, L., Springael, D., Wattiau, P., Harms, H., De Wachter, R., Verachtert, H. and Diels, L. (2000) Isolation of adherent polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH)-degrading bacteria using PAH-sorbing carriers. App. Environ. Microbiol. 66, 1834-43.

Bijdekerke, K. (2004) Pollutant driven motility of polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH)-degrading bacteria in soil. Thesis. Laboratory for Soil and Water Management and Centre of Microbial and Plant Genetics, Faculty of Applied Bioscience and Engineering, K.U.Leuven.

Cerniglia, C.E. (1992) Biodegradation of polycyclic aromatic hydrocarbons. Biodegradation 3, 351-68.

Dennis, J.J. and Zylstra, G.J. (1998) Plasposons: Modular Self-Cloning Minitransposon Derivatives for Rapid Genetic Analysis of Gram-Negative Bacterial Genomes. Appl. Environ. Microbiol. 64, 2710-15.

Dennis, J.J., and Sokol, P.A. (1995) Electrotransformation of Pseudomonas, p. 125-33. In J. A. Nickoloff (ed.), Methods in molecular biology, vol. 47. Electroporation protocols for microorganisms. Humana Press Inc., Totowa, N.J.

Ge, Y., Old, I.G., Girons, I.S. and Charon, N.W. (1997) The flgK motility operon of Borrelia burgdorferi is initiated by a sigma 70- like promoter. Microbiol. 143, 1681-90.

Ghelardi, E., Celandroni, F., Salvetti, S., Beecher, D.J., Gominet, M., Lereclus, D., Wong, A.C.L. and Senesi, S. (2002) Requirement of flhA for swarming differentiation, Flagellin export, and secretion of virulence-associated proteins in Bacillus thuringiensis. J. Bacteriol. 184, 6424-33.

Grimm, A.C and Harwood, C.S. (1997) Chemotaxis of Pseudomonas spp. to the polyaromatic hydrocarbon naphthalene. App. Environ. Microbiol. 63, 4111-15.

Gygi, D., Bailey, M.J., Allison, C. and Hughes, C. (1995) Requirement for FlhA in flagella assembly and swarm-cell differentiation by Proteus mirabilis. Mol. Microbiol. 15, 761-69.

Habe, H. and Omori, T. (2003) Genetics of polycyclic aromatic hydrocarbon metabolism in diverse aerobic bacteria. Biosci. Biotechnol. Biochem. 67, 225-43.

Harshey, R.M and Matsuyama, T. (1994) Dimorphic transition in Escherichia coli and Salmonella typhimurium: surface induced differentiation into hyperflagellate swarmer cells. Proc. Natl. Acad. Sci.USA 91, 8631-35.

Kanaly, R.A. and Harayama, S. (2000) Biodegradation of high-molecular-weight polycyclic aromatic hydrocarbons by bacteria. J. Bacteriol. 182, 2059-67.

Kinscherf, T.G. and Willis, D.K. (2002) Global regulation by gidA in Pseudomonas syringae. J. Bacteriol. 184, 2281-86.

Leveau, J.H.J, Gerards, S., Fritsche, K., Zonday, G. and van Veen, J.A. (2006) Genomic flank-sequencing of plasposon insertion sites for rapid identification of functional genes. J. Microbiol. Methods xx, xxx-xxx.

Masduki, A., Nakamura, J., Ohga, T., Umezaki, R., Kato, J. and Ohtake, H. (1995) Isolation and characterization of chemotaxis mutants and genes of Pseudomonas aeruginosa. J. Bacteriol. 177, 948-52.

Pandey, G. and Jain, R.K. (2002) Bacterial chemotaxis toward environmental pollutants: Role in bioremediation. App. Environ. Microbiol. 68, 5789-95.

Samanta, S.K., Singh, O.V. and Jain, R.K. (2002) Polycyclic aromatic hydrocarbons: environmental pollution and bioremediation. Trends Biotechnol. 20, 243-48.

Sniegowski, K. (2005) Motility of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH)-degrading bacteria in soil: role of chemotaxis. Thesis. Laboratory for Soil and Water Management and Centre of Microbial and Plant Genetics, Faculty of Applied Bioscience and Engineering, K.U.Leuven.

Uyttebroek, M. (2005) Microbial ecology of polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH)-degrading Mycobacterium and Sphingomonas in PAH-contaminated soil. Dissertation. Laboratory for Soil and Water Management and Centre of Microbial and Plant Genetics, Faculty of Applied Bioscience and Engineering, K.U.Leuven.

Yang, Z., Geng, Y. and Shi, W. (1998) A DnaK homolog in Myxococcus xanthus is involved in social motility and fruiting body formation. J. Bacteriol. 180, 218-224.