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Untersuchungen zur Bedeutung der sinorhizobiellen Phosphor-freien Membranlipide bei der Wurzelknollchensymbiose Das Bakterium Sinorhizobium meliloti, welches symbiontisch mit Leguminosen Stickstoff-fixierende Wurzelknollchen bilden kann, besitzt auser den typischen Phosphor-haltigen Membranlipiden auch die Phosphor-freien Membran-bildenden Lipide Sulfolipid, Ornithinlipid und Diacylglycerol-N,N,N-Trimethylhomoserin (DGTS). Diese Phosphor-freien Membranlipide werden verstarkt (Sulfolipid und Ornithinlipid) oder ausschlieslich (DGTS) unter Phosphat-limitierenden Wachstumsbedingungen anstelle der Phospholipide gebildet. Da uber die Funktion dieser ungewohnlichen Phosphor-freien Membranlipide von S. meliloti bisher nichts bekannt war, sollte geklart werden, ob diese Lipide eine Rolle bei der Ausbildung der Wurzelknollchensymbiose spielen. Da die Bildung von DGTS nur erfolgt, wenn ein funktioneller PhoB-Regulator im Bakterium vorhanden ist und da PhoB-defiziente Mutanten immer noch Stickstoff-fixierende Knollchen bilden konnen, scheint DGTS fur die symbiontische Lebensweise von S. meliloti nicht von Bedeutung zu sein. Die Isolierung der an der Sulfolipid-Biosynthese beteiligten Gene (sqdB, sqdC, sqdD) aus S. meliloti zeigte, dass diese Gene bakteriellen Ursprungs sind und nicht durch horizontalen Gentransfer von Wirtspflanzen erhalten wurden. Die Inaktivierung des fur die Sulfolipid-Biosynthese essentiellen sqdB-Gens fuhrte zu einer Sulfolipid-defizienten Mutante, die Wachstumseigenschaften wie der Wildtyp besas und auf den Wirtspflanzen Alfalfa genauso gut Stickstoff-fixierende Knollchen bilden konnte wie der Wildtyp. Komplementierung chemischer Ornithinlipid-defizienter Mutanten mit einer sinorhizobiellen Genbank fuhrten zur Identifizierung der an der Ornithinlipid-Biosynthese beteiligten Gene olsA und olsB. Eine sinorhizobielle OlsA-inaktivierte Mutante besas Wachstumseigenschaften wie der Wildtyp und konnte auf den Wirtspflanzen Alfalfa genauso gut Stickstoff-fixierende Knollchen bilden wie der Wildtyp. Weitere Befunde liesen zudem vermuten, dass OlsB fur eine N-Acyltransferase codiert, welche die Kondensation einer 3-Hydroxyfettsaure an Ornithin unter Bildung von Lyso-Ornithinlipid katalysiert, wahrend OlsA fur eine O-Acyltransferase codiert, welche die Umwandlung von Lyso-Ornithinlipid in Ornithinlipid vermittelt. Da keines der Phosphor-freien Membranlipide (Sulfolipid, Ornithinlipid oder DGTS) von S. meliloti essentiell fur die Ausbildung der Wurzelknollchensymbiose ist, vermuten wir, dass diese Lipide eine wichtige Funktion beim Uberleben unter Phosphatmangelbedingungen, wie sie in Boden haufig herrschen, spielen.

Untersuchungen zur Bedeutung der sinorhizobiellen Phosphor-freien Membranlipide bei der Wurzelknöllchensymbiose