（微生物學(xué)專業(yè)論文）利用基因重組方法生產(chǎn)乙烯的初步研究.pdf

摘要 利用氣相色譜方法從2 0 0 0 余株細(xì)菌中，確定丁香假單胞菌大豆致病變種( a p 刪b m d ，i 囂 s y r i n g a ep v g l y c i n e a ) i c m p 2 1 8 9 是一株能夠產(chǎn)生乙烯的細(xì)菌，其最高產(chǎn)率為o 6 t t l m i o d c , o o h 根據(jù)已發(fā)表的乙烯形成酶基因( e t h y l e n e - f o r m i n g e n z y m e g e n e ，咖) 序列d 1 3 1 8 2 設(shè)計(jì)引物，從這株 苗中擴(kuò)增出了乙烯形成酶基因，測序后經(jīng)序列比對(duì)發(fā)現(xiàn)與已公布的丁香假單胞菌芝麻致病變種 ( ，s y r i n g a ep v s e s a m i ) 中的a f l 0 1 0 6 0 和a b 0 2 5 2 7 7 、麻致病變種( p v c a n a b i n a ) 中的 a f l 0 1 0 5 9 及大豆致病變種( p v g t y c i n e a ) e e 的a f l 0 1 0 5 7 四條乙烯形成酶基因序列相似性為 1 0 0 。將乙烯形成酶基因在大腸桿菌( e s c h e r i c h i ac o l i ) b l 2 1 ( d e 3 ) 中利用t 7 強(qiáng)啟動(dòng)子進(jìn) 行了過量表達(dá)，表達(dá)蛋白可達(dá)總蛋白的4 5 ，并且表達(dá)的乙烯形成酶可以賦予大腸桿菌b l 2 1 ( d e 3 ) 生產(chǎn)乙烯的能力，其最高乙烯產(chǎn)率為o 9 9 p 恤d 伽m 。在丁香假單胞菌大豆致病變種 i c m p 2 1 8 9 中利用細(xì)菌本身的三磷酸甘油醛脫氫酶啟動(dòng)子帶動(dòng)乙烯形成酶基因表達(dá)，但是并不 能增加宿主菌的乙烯產(chǎn)率，這說明乙烯形成酶可能不是* 酮戊二酸型產(chǎn)乙烯途徑中的控制乙烯 產(chǎn)率的關(guān)鍵因素。在谷氨酸棒桿菌( c o r y n e b a c t e r i u mg l u t a m i c u r a ) a t c c l 3 0 3 2 中利用t a c 啟動(dòng) 子、乙烯形成酶的啟動(dòng)子及棒桿菌本身的三磷酸甘油醛脫氫酶啟動(dòng)子，谷氨酸脫氫酶啟動(dòng)子來 帶動(dòng)乙烯形成酶基因表達(dá)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)乙烯形成酶基因并不能賦予宿主菌產(chǎn)生乙烯的能力，說明 谷氨酸棒桿菌可能不適合用于構(gòu)建高產(chǎn)乙烯的工程菌株。 關(guān)鍵詞：丁香假單胞菌大豆致病變種，乙烯形成酶基因( 咖) ，乙烯，表達(dá) a b s t r a c t p s e u d o m o n a so m i n g a ep v g l y c i n e ai c m p 2 1 5 9w a si d e n t i f i e da sa l le t h y l e n e - f o r m i n gs t r a i nf r o m m o r et h a n2 0 0 0b a c t e r i a w i t ht h ee t h y l e n ep r o d u c t i v i t yo f0 6 p l m i o d c , o o h a c c o m i n gt ot h e p u b l i s h e d 弓詹g e n ed 1 3 1 8 2e n c o d i n gt h ee t h y l e n e - f o r m i n ge n z y m e ( e f e ) ap a i ro fp r i m e r sw o m d e s i g n e dt oa m p l i f yt h e 咖g e n ef r o m 只a y r i n g a ep v g l y e i n e ai c m p 2 1 8 9 t h e r e s u l t e dp c rp r o d u c t w a ss e q u c e da n d 協(xié)s e q u e n c ew a sc o m p l e t e l yi d e n t i c a lt ot h o s ef r o mps y r i n g a ep v s e s a m i ( a f l 0 1 0 6 0a n da b 0 2 5 2 7 7 ) , p s y r i n g a ep v c a n a b i n a ( a f l 0 1 0 5 9 ) a n dp s y r i n g a ep v g l y e i n e a ( a f l 0 1 0 5 7 ) t h ee s c h e r i c h i ac o l ib l 2 1 ( d e 3 ) w h i c hc a r r i e dt h e 咖g e n eu n d e rt h ec o n t r o lo f1 7 p r o m o t e rc o u l de f f i c i e n t l ye x p r e s st h er e c o m b i n a n tp r o t e i na c c o u n t e df o r4 5p e r c e n to f t o t a lc e l l u l a r p r o t e i n , a n dp r o d u c e de t h y l e n ew i t hap r o d u c t i v i t yo f0 9 9 p 1 m i o d 6 0 0 h ，| s y r i n g a ep v g l y c i n e a i c m p 2 1 8 9 w h i c hc a r r i e st h ee x i i 阻e r e g e n e u n d e rt h ec o n t r o lo ft h ep r o m o t e ro f g l y c e r a l d e h y d e - 3 - p h o s p h a t ed e h y d r o g e n a s eg e n ef r o mps y r i n g a ep v g l y c i n e ai c m p 2 1 8 9 c o u l dn o t i m p r o v et h ee t h y l e n ep r o d u c t i v i t y , s u g g e s t i n gt h a tt h ee f em a yn o tb et h ek e yf a c t o rf o rc o n t r o l l i n g e t h y l e n ep r o d u c t i v i t yi nk g ab i o s y n t h e t i cp a t h w a yo fe t h y l e n e i na n o t h e rs t l 面nc o r y n e b a c t e r i u m g l u t a m i c u ma t c c l 3 0 3 2 ，t h e 咖w h i c hw a sc o n t r o l l e dr e s p e c t i v e l y u n d e rt h ep r o m o t e r so f g l y c e r a l d e h y d e - 3 - p h o s p h a t ed e h y d r o g c o a s eg e n ea n dg l u t a m a t ed e h y d r o g e n a s eg e n ef r o mc g l u t a m i c u ma t c c l 3 0 3 2 e y ef r o mps y r i n g a ep v g l y c i n e ai c m p 2 1 8 9 , a n dt a cp r o m o t e rc o u l dn o t e n d o wt h eh o s tw i t he t h y l e n e - f o r m i n ga c t i v i t y t h er e s u l ti n d i c a t e st h a tc g l u t a m 缸u(yù) ma t c c l 3 0 3 2 m a yn o tb ea na p p m p r i a t eh o s tf o re x p r e s s i n g 咖g e n e k e yw o r d s ：p s e u d o m o n a ss y r i n g a ep v g l y c i n e a , e t h y l e n e - f o r m i n ge n z y m eg e n e ( e # ) , e t h y l e n e , e x p r e s s i o n i i 獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研 究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其 他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得中國農(nóng)業(yè)大學(xué)或其它教育 機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何 貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。 研究生簽名： 時(shí)間：2 棚7 年月腭日 關(guān)于論文使用授權(quán)的說明 本人完全了解中國農(nóng)業(yè)大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有 權(quán)保留送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱，可以采用影印、縮 印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。同意中國農(nóng)業(yè)大學(xué)可以用不同方式 在不同媒體上發(fā)表、傳播學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容。 ( 保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此協(xié)議) 研究生躲軌 導(dǎo)師簽名 時(shí)間：弘刀年月譬日 時(shí)間：m 7 年島f 留日 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章生物乙烯研究進(jìn)展 第一章生物乙烯研究進(jìn)展 乙烯是現(xiàn)代石油化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)原料。通過乙烯的聚合、氧化、鹵化、烷基化、水合，羰 基化、齊聚等反應(yīng)，可以獲得多種極其重要的化工原材料，其下游衍生物或制品對(duì)整個(gè)國民經(jīng) 濟(jì)的發(fā)展起著重要作用( 黃立道2 0 0 5 ) 因此，世界各國都在極力促進(jìn)乙烯工業(yè)的建設(shè)和發(fā) 展。目前，我國乙烯消費(fèi)量為1 5 0 0 萬噸，國內(nèi)乙烯產(chǎn)量僅為6 0 0 萬噸，其余9 0 0 萬噸完全依 賴于進(jìn)口，自給率僅為4 3 隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，我國對(duì)乙烯的需求持續(xù)增加，預(yù) 計(jì)到2 0 1 0 年乙烯需求當(dāng)量將達(dá)2 0 0 0 萬噸以上，6 0 以上需要進(jìn)口( 鄒勁松2 0 0 4 ；房廣信李 立新，2 0 0 3 ) 。由于乙烯是從石油中提煉和加工的，隨著石油資源的日益枯竭，進(jìn)行生物乙烯一 替代石油產(chǎn)品的研究將具有重要的戰(zhàn)略意義 1 乙烯的理化性質(zhì)及用途 乙烯的分子式為c 2 h 4 ，相對(duì)分子量為2 8 0 5 ，其凝固點(diǎn)、熔點(diǎn)及沸點(diǎn)分別為1 8 1 ，1 6 9 5 ，一1 0 3 7 ，其密度與空氣密度比值為0 9 7 8 ，比空氣稍輕。常溫常壓下為無色氣體，稍有 香甜味，難溶于水( c e r t i f i e r sa n du s e 1 9 9 9 ) 乙烯作為石油化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)原料，通過不同的 化學(xué)反應(yīng)，可以獲得多種極其重要的化工原材料( 黃立道，2 0 0 5 ) 。另外，乙烯還是一種重要 的植物激素，對(duì)于植物的生長發(fā)育具有調(diào)控作用，主要包括解除休眠，幼芽和根的生長及分化， 不定根的形成，葉和果實(shí)的脫落，一些植物的催花作用，雌雄異體花的雌性誘導(dǎo)作用，花器官 的發(fā)育，花和葉的老化，果實(shí)的成熟等幾個(gè)方面( p r a t ta n dg o e s c h l 1 9 6 9 ；o s b o m e 。1 9 7 8 ； l i b e r m a n 1 9 7 9 ；s e m b d n e re ta l 1 9 8 0 ；y a n g ，a n dh o 觚a n ，1 9 8 4 ；b e y e re ta 1 1 9 8 4 ) 2 乙烯的生物合成途徑 2 1 卜氨基環(huán)丙烷羧酸( a c c ) 途徑 1 一氨基環(huán)丙烷羧酸( a c c ) 途徑主要存在于植物中，幾乎所有植物的器官如根，頸，葉， 花，種子等都可以產(chǎn)生乙烯，但是各器官的產(chǎn)量差別很大，并且在不同的生長發(fā)育階段也會(huì)有 不同的產(chǎn)量表現(xiàn)( m a t t o a n d s u t i l e ，1 9 9 1 ：r e i d ，1 9 9 5 ) 。具體a c c 途徑見圖1 1 ( g a s p e r e t a l ， 1 9 9 6 ) 。其過程可簡化為m e t s a m + a c c e t h y l e n e 。第一步是甲硫氨酸( m e t ) 經(jīng)過 甲硫氨酸腺苷轉(zhuǎn)移酶催化作用，將a t p 上的腺苷轉(zhuǎn)移到m e t 上，形成孓腺苷甲硫氨酸( s a m ) ， 此步又稱m e t 的活化( b u r g ，1 9 7 3 ；m u r ra n dy a n g 1 9 7 5 ；y ua n dy a n g 。1 9 7 9 ) 。第二步是形 成的s a m 在a c c 合酶的作用下形成a c c 有研究表明a c c 合酶的m r n a 水平與乙烯產(chǎn)量 水平呈正相關(guān)，是乙烯途徑中的限速酶( a d a m sa n dy a n g 。1 9 7 9 ；y a n ge t a l ，1 9 8 0 ) 。第三步， 是由a c c 產(chǎn)生乙烯( e t h y l e n e ) ，此步由a c c 氧化酶催化，這種酶過去又稱為乙烯形成酶 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章生物乙烯研究進(jìn)展 ( e f e ) ，需f e = + 參與，c o z 激活( p e i s e re ta l 1 9 8 4 ；b r u n b u b e re ta 2 0 0 0 ；d o n ge ta 1 1 9 9 2 ) a c c 氧化酶不像a c c 合酶那樣受到嚴(yán)密的調(diào)控，在植物中表達(dá)是呈組成型的 ( s e m b d n e re ta l ，1 9 8 0 ) 。 l l p l l l i u l o n r l c c 捌l a c c 圈1 1 乙烯的a c c 合成途徑( $ e m b d n e r e t a l 1 9 8 0 ) f i g 1 1a c cb i o s y n t h e t i cp a t h w a yo f e t h y l e n e 2 22 - 酮一一甲硫基丁酸( k m b a ) 途徑 2 一酮4 甲硫基丁酸( k m b a ) 途徑雖然也是m e t 依賴型，但是其合成途徑不同于植物的 a c c 途徑，并且現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)這條途徑只存在于微生物中。k m b a 途徑的研究主要集中在2 0 世紀(jì) 的7 0 9 0 年代，主要研究的微生物有e s c h e r i c h j ac o i l , c r y p t o c c u sa l b i d u s , s e p t o r i a m u s i v a ( p d m r o s e ，1 9 7 6 a ，b ，1 9 7 7 ；b i l l i n g t o ne ta ，1 9 7 9 ；i n c ea n dk n o w l e s 1 9 8 5 ，1 9 8 6 ； f u k u d ae ta 1 ，1 9 8 9 a ，b ，co 一般認(rèn)為微生物中m e t 依賴型的產(chǎn)乙烯途徑都遵循相同的模式 即k m b a 途徑，其過程可簡單表示為：m e h k m b a 一日- h y l e n e m e t 經(jīng)過一個(gè)中間產(chǎn)物 k m b a 即可轉(zhuǎn)化為乙烯。具體的k m b a 途徑見圖1 2 ( f u k u d ae t a l 1 9 9 3 ) ： 2 韓 p 瓤 d h i 攫脯a + 蠡i = , , a d n 鋤 x 燃留捉 爺妒舞；，f 軸* u 輯、 俐 圖1 2 乙烯的k m b a 合成途徑( f u k u d ae t a 伯9 3 ) f i g 1 2 k m b a b i o s y n t h e t i cp a t h w a y o f e t h y l e n e p r i m r o s e ( 1 9 7 6 a b ：1 9 7 7 ) 利用ec o l i 作為研究材料，發(fā)現(xiàn)k m b a 途徑反應(yīng)體系中必須 存在k m b a ，f e t e d t a ，n a d h ，0 2 ，這個(gè)發(fā)現(xiàn)后來在其它菌體中也得到了確認(rèn)( i n c ea n d k n o 、i e s ，1 9 8 5 1 9 8 6 ) 。在上圖中，反應(yīng)可分為兩部分，第一部分，首先2 m o lf e 3 + - e d t a 和 1m o ln a d h 在n a d h f e 氧化還原酶的作用下，生成2 t o o l 的f e 2 + e d t a 和1m o l 的n a o + ， 2 t o o l f e 2 _ e d t a 經(jīng)2 m o | 0 2 的還原，產(chǎn)生一分子的超氧自由基【f e 2 + + 0 2 f 礦4 - 0 2 1 。0 2 - 經(jīng)過一步歧化反應(yīng)，形成過氧化氫【2 0 2 - 4 2 h + 一h 2 0 2 + 0 2 】。過氧化氫隨后與f e 2 * 經(jīng)過f e n t o n 反應(yīng)產(chǎn)生氫氧根離子【f e ”+ h 2 0 2 一f e ”+ o h i 。第二部分，m e t 在甲硫氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶的 作用下，生成k m 隊(duì)，這步反應(yīng)在生物體中是普遍存在的。k m b a 與第一部分生成的o h 作用 生成乙烯、甲硫醇和二氧化碳( f u k u d ae ta l ，1 9 8 9 c ，1 9 9 3 ；o g a w ae ta 1 ，1 9 9 0 ：) ，這步反應(yīng)的 酶系尚不清楚，在大腸桿菌中，研究者認(rèn)為可能是過氧化物酶和，或葡萄糖脫氫酶參與，而且觀 察到有核黃素存在時(shí)的光照刺激也可以使這步進(jìn)行( p d m m s e 1 9 7 6 a 。1 9 7 7 ) ，后來又有研究認(rèn) 為參與的酶可能是一種轉(zhuǎn)氨酶，而不是過氧化物酶，葡萄糖脫氫酶( o g a w ae ta 1 ，1 9 9 0 ) 。在對(duì) s e p t o r i am u s i v a 的研究中，參與此步反應(yīng)的酶也沒有得到確認(rèn)，但是研究者卻發(fā)現(xiàn)有二甲基二 硫化物和蟻酸伴隨乙烯產(chǎn)生( b r o w n s k f o b o te t a l 1 9 8 5 ) 。 2 3a 一酮戊二酸( k g a ) 途徑 這條途徑目前認(rèn)識(shí)的較為充分，認(rèn)識(shí)這條途徑的難點(diǎn)是乙烯直接前體的確定。這項(xiàng)研究主 要是在p e n i c i l l i u md i g i t a t u m 和p s e u d o m o n a ss y d n g a ep v p h a s e o l i c o l a r 兩種菌中進(jìn)行的 在最初的研究中人們發(fā)現(xiàn)”c 標(biāo)記的葡萄糖，甘氬酸、丙氨酸、谷氨酸、精氨酸等都可以轉(zhuǎn)化 為乙烯，并且猜想葡萄糖轉(zhuǎn)化為乙烯需要經(jīng)過糖酵解和三羧酸循環(huán)( w a n ge t a l 1 9 6 2 ) 。后來， 其他研究者利用”c 標(biāo)記的檸檬酸，乙酸，丙酮酸進(jìn)一步確定了乙烯的形成需要三羧酸循環(huán)的 參與( g i b s o n ，1 9 6 4 ；g i b s o na n dy o u n g ，1 9 6 6 ；k e t r i n ge t a l 1 9 6 8 ) 。通過三羧酸循環(huán)中的多種 相關(guān)物質(zhì)作為底物如琥珀酸，檸檬酸，蘋果酸等，發(fā)現(xiàn)a 一酮戊二酸( k g a ) 是乙烯生產(chǎn)最高效的 底物，也因此認(rèn)為k g a 就是三羧酸循環(huán)與乙烯途徑的節(jié)點(diǎn)( c h o ua n dy a n g ，1 9 7 3 ) 。f u k u d a 等( 1 9 8 6 ：1 9 8 8 ：1 9 8 9 a ，b ) 利用體外系統(tǒng)成功的確定了乙烯合成途徑的前體物質(zhì)就是k g a 及一些 其它的必須成分，之后他們提純了乙烯形成酶，對(duì)其酶學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究。他們所提出的途徑 3 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章生物乙烯研究進(jìn)展 見圖1 3 ( f u k u d ae t a 。1 9 9 3 ) g l u c o s e 圖1 3 乙烯的k g a 合成途徑( f u k u d ae t a l ，1 9 9 3 ) f i g 1 3k g ab i o s y n t h 訛p a t h w a yo fe t h y l e n e 圖中顯示k g a 在l - a 叼，f e z * ，d 丌及氧氣的參與下，經(jīng)過一步乙烯形成酶的催化反應(yīng)， 就可以生成乙烯。在對(duì)p e n i c i l l i u md i g i t a t u m 乙烯合成途徑研究的基礎(chǔ)上，研究者又對(duì)p s y r i n g a e 的乙烯合成途徑進(jìn)行了研究，他們發(fā)現(xiàn)二者的乙烯形成途徑實(shí)際上是一樣的( g o t oe t a 1 9 8 5 ；g o t oa n dh y o d o ，1 9 8 7 ；n a g a h a m ae t a l 1 9 9 1 a ) 由于后者的乙烯產(chǎn)率是前者的幾 倍，所以以后的k g a 途徑研究主要以戶s y r i n g a e 為研究對(duì)象，對(duì)具體的乙烯合成機(jī)理進(jìn)行了 深入的研究。 2 4 其它途徑 現(xiàn)在人們還發(fā)現(xiàn)一些低等植物也能夠產(chǎn)生乙烯，比如浮萍植物，苔蘚植物，厥類，問荊等 ( o b s o m e ，1 9 8 9 ；t h o m a s e t a l 1 9 8 3 ) 。但是現(xiàn)在已有的研究結(jié)果都表明這些植物合成乙烯的途 徑是不同于高等植物所普遍遵循的a c c 途徑，但是關(guān)于低等植物中乙烯合成途徑的研究比較 少，所以現(xiàn)在也不能確定是否遵循微生物中的k m b a 途徑或是k g a 途徑( 1 3 t t l e ，1 9 8 7 ；w a i t e r s a n do s b o r n e 。1 9 7 9 ；o s b o r n e ，1 9 8 2 1 9 9 1 ；o s b o r n ee t a l ，1 9 9 6 ) 。 另外，還有報(bào)道稱從下水道污泥中分離出一株細(xì)菌d e h a l o c o c c o i d s e t h e n o g e n e s1 9 5 ，對(duì) 這種細(xì)菌的1 6 sr d n a 分析發(fā)現(xiàn)與已發(fā)現(xiàn)的菌種同源關(guān)系很遠(yuǎn)。它的獨(dú)特能力是可以把下水道 中的有害污染物四氯乙烯轉(zhuǎn)化為乙烯。這種菌可能被用來做為有害污染物的降解菌用于環(huán)境修 復(fù)( m a y m o - g a t e l le t a 1 9 9 7 ；h ee t a 2 0 0 3 ) 。 4 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章生物乙烯研究進(jìn)展 在土壤表面的空氣中會(huì)有一定濃度的乙烯氣體存在，這對(duì)植物的生長發(fā)育有重要的生態(tài)學(xué) 作用( s m i t ha n dr u s s e l l 。1 9 6 9 ；s m i t h 。1 9 7 6 ；p r i m r o s e 1 9 7 9 ；a r s h a da n df r a n k e n b e r g e r , 1 9 8 8 。1 9 9 0 a 1 9 9 2 ；m u r o m t s e v e t a 1 9 9 3 ；b i b i k e t a l ，1 9 9 5 ；a h m a da n d a r s h a d ，1 9 9 8 ) 這些 乙烯的來源已經(jīng)被證明是來自土壤中的生物和非生物兩個(gè)方面但主要是來自生物作用 ( a r s h a da n df r a n k e n b e r g e 2 0 0 2 ) 。土壤中的細(xì)菌，真菌及藻類都可以產(chǎn)生乙烯，具體哪一 類群起主要作用現(xiàn)在還有爭議。有研究表明從土壤中分離的細(xì)菌產(chǎn)生乙烯是在厭氧條件下產(chǎn)生 的( s m i t ha n dc o o k ，1 9 7 4 ；s m i t ha n dr e s t a l l ，1 9 7 1 ，c o o ka n ds m i t h ，1 9 7 7 ) ，但是也有其它研 究表明從土壤中分離的細(xì)菌只能在有氧的條件下才能夠產(chǎn)生乙烯( p r i m r o s e ，1 9 7 6 ；p a z o u te t a l ，1 9 8 1 ) 。通過向土壤中加入抗細(xì)菌物質(zhì)或是抗真菌物質(zhì)，人們確定細(xì)菌和真菌都可以是乙 烯的生產(chǎn)者( s u t h e d a n da n dc o o k ，1 9 8 0 ；f r a n k e n b e r g e ra n dp h e l a n1 9 8 5 ；a r s h a da n d f r a n k e n b e r g e r , 1 9 9 0 a ) 。有些研究表明土壤可以轉(zhuǎn)化m e t ，k m b a 或是a c c 為乙烯，但是具 體的合成途徑不清楚( a m h a da n df r a n k e n b e r g e r , 1 9 9 0 b ；a r s h a da n df r a n k e n b e r g e r , 1 9 8 9 ； f r a n k e n b e r g e ra n dp h e l a n ，1 9 8 5 ) 。此外土壤中存在的低等植物( 綠藻類) 如r e g n e i d i u m d i p h l l u m ，m a s i l e aq u a d r i f o l i a 等也是可以產(chǎn)生乙烯的( c h e m e y sa n dk e n d e 1 9 9 6 ；o s b e m ee t a l 。1 9 9 6 ) 。所以，土壤乙烯的產(chǎn)生很可能是微生物區(qū)系中各類群共同作用的結(jié)果，其合成途徑 應(yīng)該包括現(xiàn)在已經(jīng)認(rèn)識(shí)的途徑，其它未知的途徑也應(yīng)該存在具體是哪類微生物是產(chǎn)乙烯的主 體，這主要取決于土壤類型及外界環(huán)境( a m h a da n df r a n k e n b e r g e r , 2 0 0 2 ) 。 3 產(chǎn)生乙烯的微生物 乙烯在自然界中一個(gè)最主要的作用就是做為一種植物激素調(diào)控著植物的生長發(fā)育( d a v i e s 1 9 9 5 ) 。人們之所以能夠認(rèn)識(shí)到某些微生物能夠產(chǎn)生乙烯，主要是基于想要認(rèn)識(shí)這些微生物是 否通過乙烯的激素作用來對(duì)植物產(chǎn)生影響這個(gè)角度出發(fā)的。因此現(xiàn)在所有發(fā)現(xiàn)的能夠產(chǎn)生乙烯 的微生物都是與植物有關(guān)的。如產(chǎn)乙烯的p e n i c i l l i u md i g i t a t u m 是從發(fā)了霉的柑橘上分離得到 的( b i a l e 1 9 4 0 ；m i l l e re ta l 1 9 4 0 ) ，p s e d u o m o n a sp h a s e o l i c o l ap k 2 是葛藤的一種病原菌 ( g o t oe t a 1 9 8 5 ) ，a g m b a c t e f i u m 是一種植物的內(nèi)源細(xì)菌( e z u r ae t a l ，2 0 0 0 ；k e p c z y s l i e f a 2 0 0 3 ) 土壤中微生物對(duì)植物的生長發(fā)育起調(diào)控作用一重要個(gè)方面是其產(chǎn)生乙烯來介導(dǎo)的 ( a h m a da n da r s h a d 。1 9 9 8 ) ?，F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的可以產(chǎn)生乙烯的微生物見表1 1 ( a r s h a da n d f r a n k e n b e r g e r , 2 0 0 2 ) 。 襄1 1 產(chǎn)乙烯的微生物( a r s h a da n df r a n k e n b e r g e r , 2 0 0 2 ) t a b l e1 ，1e t h y l e n e - e v o l v i n gm i c r o o r g a n i s m s s p e c i e s r e f e r e n c e a b a c a t e r i a a c i n e t o b a c t e r c a l c o a c e t i c u s a e r o m o n a ss p p a g r o b a c t e r i u mr z h o g e n e s a t u m e f a c i e n e 5 b i l l i n g t o ne t a l ( 1 9 7 9 1 b i l l i n g t o ne ta 1 ( 1 9 7 9 1 s w a n s o ne t a l ( t 9 7 9 ) s w a n o o ne ta i ( 1 9 7 9 ) 塞量奎些鑾莖墨圭莖竺絲耋。，。，。，。，。，。，。，。，薹二耋二耋絲三耋：! ! ：i 耋曼 a r t h r o b a c t s r a p p p r i m r o s e ( 1 9 7 6 b ) a z o s p i n l l u ma p p b a c i l l u sl i c h e m f o r m i s & s u b u l i s c h r o m o b a c t e r i u mv i o l a c c u m c i t r o b a c t e r a p p c l o s t r i d i u mb u t y 麻u m c o r y n e b a c t e d u ms p p ca q u a u c u m cp a u r o m e t a b o l u m c o q , n e f o r mb a c t e r i a e n t e r b a c t e r a e r o g e n e s ec l o a c a e e n v i n as m y l o v o r 8 ec a r o t o t o v o r a eh e r b i c o l a e s h e r i c h i ao o l i k l e b s i e l l ao s a e n a e ，( p n e u m o n i a so x y t o c a kp n e u m o l a e m i c r o c o c c u sl u t e u s p s e u d m o n a ss p p pa e r u g i n o s a 戶f l u o r e s c e n sv a t r e p t i l l i v o d a ps y n n g a e ps y r i n g a ep v c a n a b i n a ps y n n g a ep wg l y c i n e a pi n d i g o f e r a 戶m a r g i n a t a ps y r i n g a ep v m o r i 戶s y n n g a e p v a e s a m i p p i s i pp o l y c o l o r p p u t i d a s t r z e k ae ta l ( 1 9 9 4 a ) f u k u d a 甜a h l 9 8 9 a ) m a n s o u r ia n db u n c h ( 1 9 8 9 ) m a n s o u da n db u n c h ( 1 9 8 9 ) p r i m r o s e ( 1 9 7 8 m p a z o u te t a l ( 1 e 8 1 ) 斟m n g t o ne t a ，( 1 9 7 9 ) f u k u d ae t a _ ，( t 9 8 4 。1 9 a ) f u k u d a 甜a 1 ( 1 9 8 9 a ) b i l l i n g t o n 甜n , ( 1 9 7 9 ) m a n a s o u da n db u n c h ( 1 9 8 吼 p r i m r o s e ( 1 9 7 鰳 s w a n s o ne t 亂( 1 9 7 9 ) s w a n s o ne t 札1 9 7 9 ) p r i m r o s e ( 1 9 7 6 坼 p d m r o s e ( 1 9 7 8 b ) ：s w a n s o ne t a l ( t 9 7 9 ) ； s h i p s i o na n db u n c h ( 1 9 8 9 ) ； m a n s o u r ia n db u n c h ( 1 9 8 9 p d m m s e ( 1 9 7 8 b ) p r i m r o s e ( 1 9 7 6 m p d m r o s e ( 1 9 7 6 b 1 m a n s o u r ia n db u n c h ( 1 9 8 鐘 p d m r o s e ( 1 9 7 6 阱 m a n s o u da n db u n c h ( 1 9 8 舢 s w a n s o ne ta 1 ( 1 9 7 們 s a t oe t a l ( 1 9 9 7 ) ：s w a n s o ne t a l ( 1 9 7 9 ) s a t oe ta 1 ( 1 9 9 乃 s a t oe ta 1 ( 1 7 ) p r i m r o s e ( 1 9 7 6 吣 s w a n s o ne t 越( 1 9 7 9 ) s a t oe t a l ( 1 9 8 7 ) s a t oe t a l , ( 1 9 9 7 ) s w a n s o ne t a l ( 1 9 7 9 ) ；b i l l i n g t o ne t a l ( 1 9 7 鐘 s w a n s o ne ta i ( 1 9 7 9 ) p a z o u t e t a l ( 1 9 8 1 ) ；f u k u d ae t a l ( 1 9 8 9 a ) ； s a t oe t a l ( 1 9 8 7 ) b o n ne t a l ( 1 9 7 5 ) ；s w a n s o ne t a l ( 1 9 7 9 ) ； f r e e b a i ma n db e d d e n h a g e n ( 1 9 6 4 ) ； s a t oe ta l ( 1 9 8 7 ) g o t oe ta ( 1 9 8 5 ) ；g o t oa n dh y o d “1 9 8 7 ) ： n a g a h a m a e t a l ( 1 9 9 1 a ，b ) s w a n s o ne ta f ( 1 9 7 9 ) 6 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)碩七學(xué)位論文 第一章生物乙烯研究進(jìn)展 r h i z o b i u m t r i f o l lb i l l i n g t o ne t a ( 1 9 7 9 ) s e r r a d al i q u e f a c i e n sp d m r 0 6 e ( 1 9 7 6 b l sm s r c o s c e r l 8 m a s n s o u da n db u n c h ( 1 9 8 9 ) s t a p h y l o c o c c u s8 u r e u s m a s n s o u na n db u r c h ( 1 s s g ) t h i o b a c i l l u sf e r r o o x i d a n s n a g a h a m ae ta 1 ( 1 9 9 2 ) x a n t h o m o n a sc a m p e s t # $ m a n s o u da n db u n c h ( 1 9 8 9 ) xc t # g o t oe ta ( 1 9 7 9 ) xp h a s e o l i s w a n s o l le ta l ( 1 9 7 9 ) xp h a s e o l i v a t ；s o j e n s e s w a n s o ne t a , ( 1 9 7 9 ) xv e s i c a t o r i a s w a n s o ne t a ( 1 9 7 9 ) b c t i n o m y c e 玎e s s t r e p t o m y c e s s p p d a s i l v a e t a l ( 1 9 7 4 ) ；l l a ga n d c u n j s ( 1 9 6 8 ) c f u n g i a c r a s i sm s e 8 a m a g ia n dm a e d a ( 1 9 9 a a g a r i c u sb i s p o r u s l o c h a r da n dk n e e b o n e ( 1 9 6 2 ) ；w o o da n d h a m m o n d ( 1 9 7 7 ) ；w a r de t 州1 9 7 8 ) ； b a b i k e ra n dp e p p e r ( 1 9 8 4 ) a c a n d i d u si l a ga n dc u r t i s ( 1 9 6 8 ) b l a s t o m y c e $ d e t t n a t i u d u s n i c k e m o n ( 1 9 4 8 ) v o t o d d ss p e c t a b i l i sl l a n ga n dc u r t i s ( 1 9 6 8 ) c a c a r i s p o # u m p a r a s i u c u m h a n k ea n dd o l h v e t ( 1 9 7 6 ) c a n a d m av a r t i o v a a r a i a m h a da n df r a n k e n b e r g e r ( 1 9 8 9 ) ： b a b i k e ra n dp e p p e r ( 1 9 8 4 ) c e n o c o c c u mg e o p h i l u m g r a h a ma n du n e r m a n ( 1 9 8 0 ) c e p h a l e s p o d u mg r a m i n e u r n l l a ga n dc u r t i s ( 1 0 8 ) c e r a t o c y s d sf i m b n a t a c h a l u t za n dd e v a y ( 1 9 6 9 ) ； f u k u d aa n do g a w a ( 1 9 9 1 ) cc h l a m a l o i d e si l a ga n dc u r t i s ( 1 9 6 8 ) c o l l e t o t r l e h u mm u s a e p e a c o d a n dm u i r h e a d ( 1 9 7 4 ) c o n o l u s h i r s u t u s t a n a k ee t a ，( 1 9 s 6 ) c o r i o l u sv e r s i c o l o r t a n a l ee ta ( 1 6 ) c t y p t o c o c c u sa l b i d u s f u k u d ae t a l ( 1 9 8 9 a l cj a u ，w 瑚f u k u d a 酣a l ( 1 9 8 9 a ) ；f u k u d a ( 1 9 8 4 ) cl u n a t ae i - s h a r o u n y ( 1 9 8 4 ) cd a m a u u mv a r t r a n c a t u mt z e n ga n dd e v a y ( 1 9 8 4 ) c y l i n d r o c a r p o ns p p e i s h a r o u n y ( 1 9 8 4 ) c y l i n d r o c l a d i u mf l o d d a n u m a c e l r o o d - m c c a r t h ya n dl i n d e r m a n ( 1 9 8 1 ) cs c o p a d u m a c e l r o o d - m c c a r t h ya n dl i n d e r m a n ( 1 9 8 1 ) c y t o s p o r ae u c a l y p b c o l a w i l k e se ta 1 0 9 8 9 l d a e d a l e ad i c k i n s i l t a n a k ae t 釀( 1 鋤舊) d e b a r y o m y c e sh a n s e n i i f u k u d ae ta ( 1 9 a ) d e m a u u mp u l l u d a n si l a ga n dc u r t i s ( 1 9 6 8 ) d i c t y o x t e l i u md e i s c o i d e u m b o n n e r ( 1 9 7 3 ) ；a m a g a ia n dm e e d a ( 1 9 9 2 ) 7 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章生物乙烯研究進(jìn)展 n n u c o t o 幽$ a m a g a ia n dm a e d a ( 1 9 9 2 ) ；a m a g a