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固氮基因的结构与调节

书籍:上海词典 更新时间:2018-09-14 18:57:18

出处:按学科分类—历史、地理 复旦大学出版社《上海词典》第226页(777字)

中国科学院上海植物生理研究所沈善炯、朱家璧等研究。

其主要工作如下:以克氏肺炎球菌(Klebsiella pneumoniae)为材料,研究固氮(nif)基因组的精细结构,证明nif基因在染色体上不存在分割区,矫正了国外的报道。根据NIF-突变型间的互补试验,确定至少有14个nif基因,构成8个操纵子。从DNA顺序分析发现,在nifJ上游有一个反向编码顺序(ORF),它的启动子还具备nif启动子的结构特性,同样受调节基因nifA的激活。

这个发现引起国际上对nifJ启动的问题提出不同解释。在研究nif基因的调节中,首先应用nif基因融合,在大肠杆菌(E.coli)中建立试验模式,证实nifA的正控制作用,现各国都相继应用。在研究,O2和温度对nif基因的调节机理上发现:(1)组成型nifA可以矫正因gln-突变造成的NIF-表型,同时使nif基因在下呈组成型表达,说明的阻遏通过nifA;(2)氧对由ntrC激活的nifH启动子突变型无阻遏作用,说明氧的阻遏是由于nifL的产物使nifA的产物失活;(3)从nifL启动子对氧的敏感性,指出氧对nif基因的双层次调节假说;(4)从阴沟杆菌(Enterolacter cloacae)nifA的研究再次证明温度的调节在于对nifA的作用。总结这些结果,提出迄今较完整的以nifA为中心的固氮基因表达的调节模式。在这个模式基础上与日本国立遗传研究所合作,对水稻根际固氮细菌进行遗传操作试验,获得初步成效。

应用定位突变,说明nifH启动子区保守性顺序的碱基变化将影响nifA或ntrC产物的激活性。

保守性顺序碱基对的置换,可以把nifA依赖型改变为ntrC依赖型。这些研究成果曾被国际上公认为处于世界领先地位。该项研究曾获1987年国家自然科学二等奖。

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