Bacillus amyloliquefaciens FZB42 ist ein grampositives Bakterium, das in der Rhizosphäre das Pflanzenwachstum fördert (PGPR - Plant Growth Promotion) und pathogene Organismen hemmt. Abgesehen von dieser Fähigkeit produziert es eine Vielzahl von sekundären Metaboliten, die sowohl ribosomale als auch nicht-ribosomale Peptide umfassen. In dieser Arbeit erfolgte die Untersuchung der transkriptionellen Aktivierung und Regulation der Bacilysin- Biosynthese an den Promotoren der bac- und ywfH- Gene. Durch 5´-Deletionsanalysen wurde der Promotor von Bacilysin identifiziert. Die A (Sigmafaktor A) - abhängige Transkription startet über die konservierten Promotorelemente (-10 und -35) von den bac- und ywfH Genen. Die Untersuchungen der Promotoraktivitäten vom Wildtyp und den erzeugten Regulationsmutanten erfolgten über in vivo ß-Galaktosidase-(Reporter)-Assays. Die Ergebnisse der Reporter-Aktivitäten zeigten, dass Transkriptionsregulatoren die Expression der Bacilysin- Gene aktivieren. Mehrere globale Regulatoren wie DegU, ComA, Hpr und AbrB beeinflussen die Genexpression. In dieser Arbeit wurde mithilfe von DNaseI Footprinting-Analysen die DegU-Bindung an die bac- und ywfH- Promotoren bestätigt.Die negative Regulation der Bacilysin-Biosynthese wird durch den Regulator der transienten Phase Hpr bewerkstelligt. Eine direkte Hpr-Bindung an bac Promotor wurde mit DNaseI Footprint-Analysen gezeigt. Der Promotor des monocistronischen Gens ywfH wurde aber durch Hpr nicht beeinflusst. Die anderen Transkriptionsregulatoren, wie ComA und AbrB, regulieren die Genexpression von Bacilysin indirekt über DegQ und Hpr. In dieser Arbeit konnte demonstriert werden, dass der globale Regulator AbrB den Promotor vom hpr-Gen direkt kontrolliert. Zusammenfassend liefert diese Studie neue Informationen über die genetische Regulation der Bacilysin- Biosynthese in B. amyloliquefaciens FZB42. / Bacillus amyloliquefaciens FZB42 is a Gram-positive, pathogen-suppressing and plant-growth promoting rhizobacterium. Apart from this ability, it produces a vast array of secondary metabolites, which includes both ribosomal and non-ribosomal peptides. In this work, the transcriptional activation and regulation of bacilysin biosynthesis were studied at the promoters of bac and ywfH genes. The promoter of bacilysin was identified using 5''-deletion analysis. Sigma factor A (σA) was found to start transcription via conserved promoter elements (-10 and -35) of bac and ywfH genes. lacZ reporter fusion studies were performed in wild type and regulatory mutants. The results show the involvement of transcriptional regulators to activate the expression of bacilysin genes. Several global regulators such as DegU, ComA, Hpr and AbrB were identified and found to influence gene expression. In particular, I confirmed DegU binding in bac and ywfH promoters using radioactive DNase I footprinting. Furthermore, Hpr, a transition state regulator was found negatively to control bacilysin biosynthesis. Hpr binding to bac promoter was demonstrated using radioactive DNase I footprinting. Remarkably, Hpr does not influence the promoter of the monocistronic gene, ywfH. The other transcriptional regulators, such as ComA and AbrB, were correlated indirectly to affect the gene expression of bacilysin via DegQ and Hpr, respectively. The gene regulation of hpr was studied in this work. It was demonstrated that AbrB, a global regulator, directly controls the promoter of the hpr gene. However, the consensus sequence for AbrB binding was not identified, since it covers the entire promoter region in the DNA-protein interaction study. To conclude, this study provides new information regarding the genetic regulation of bacilysin biosynthesis in B. amyloliquefaciens FZB42.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:HUMBOLT/oai:edoc.hu-berlin.de:18452/17206 |
| Date | 02 August 2012 |
| Creators | Mariappan, Aruljothi |
| Contributors | Borriss, Rainer, Vater, Joachim, Eitinger, Thomas |
| Publisher | Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I |
| Source Sets | Humboldt University of Berlin |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | doctoralThesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | Namensnennung - Keine kommerzielle Nutzung, http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/de/ |
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