一株嗜冷菌及镶嵌其细胞壁的大型颗粒的研究

从美国阿拉斯加普度湾发现的一株嗜冷菌株Pseudomonas fragi A22能够在细胞壁中积累一层大型颗粒A22B。形态结构、分布位点、着色性和溶解性等均表明A22B的产生是一种从未报道过的生命现象，而构成A22B的是一种新型的天然大分子物质。本项目拟研究P. fragi A22产生A22B的诱导因素和导致含量下降的因素；跟踪观察A22B在细胞壁中的位点和形态发生过程；分离纯化A22B，解析其化学组成，测定其生化性质；对菌株进行转座重组，筛选出A22B缺失型突变体，并比较突变体的生理变化；从A22B缺失型突变体中克隆被转座子插入失活的相关基因并分析基因功能。本研究的预期结果能够系统地阐明嗜冷细菌适应极端环境的一种不为人知的方式，并揭示A22B的化学本质和作为大分子材料的应用潜力；同时，能够获得一些与A22B合成相关的基因，为进一步探讨A22B的合成途径奠定基础。

本实验室分离得到菌株A22并将其鉴定为莓实假单胞菌（Pseudomonas fragi）。新菌株P. fragi A22能够在细胞壁中积累一层珠状大型颗粒A22b。形态结构、分布位点、着色性和溶解性等均表明A22b的产生是一种从未报道过的生命现象，而构成A22b的可能是一种新型的天然大分子物质。本项目研究了P. fragi A22菌株的生长特性和产生A22b的诱导因素，证明该菌株是一株嗜冷菌株，能够有效利用木糖生长，A22b的产生受低温、氧气等条件的诱导；通过凋亡试验和溶菌试验揭示，A22b对细胞具有营养储存、抗冰冻、抵御溶菌酶等生理功能；经过反复测试建立了A22b的分离纯化技术，并获得纯品以供化学组成解析和进行动物试验；测定了P. fragi A22菌株的全基因组序列和蛋白质谱，并初步展开比较基因组学、比较蛋白质组学研究。本研究结果揭示嗜冷细菌适应极端环境的一种新方式，为进一步探讨A22b的化学本质及其合成途径和调控机理奠定了基础。本阶段的研究成果已发表SCI论文3篇，还有部分成果有待发表。