趋磁细菌可在胞内合成纳米级磁小体,为探讨磁小体合成机制,本室前期以趋磁螺菌Magnetospirillum gryphiswaldense MSR-1菌株为材料,采用Tn5随机突变技术,获得了一株无磁性的突变株,经分析发现Tn5插入在基因组mamXY操纵元的mamZ基因序列,本实验拟阐明该基因在细胞生长和磁小体合成过程中作用。为探讨mamZ基因的功能,在分析了mamZ基因结构和定位的基础上,成功构建了mamZ基因的缺失突变株(△mamZ)和不同长度的mamZ基因回补菌株(CmamZ,CpmamZ,CMFS和CredFe)。对菌株的表型和生理、生化检测发现,mamZ基因突变,并不影响细胞生长,但磁响应水平以及对铁的吸收能力显著降低,电镜观察发现,突变菌株胞内的磁小体粒径变小、晶型不规则。岩石磁学分析发现,突变株胞内磁小体为超顺磁颗粒。由此证明,mamZ基因与磁小体合成相关。采用qPCR的方法,探讨mamZ基因与磁小体岛上主要基因的关系,结果发现,突变株△mamZ中mamY和ftsZ-like基因表达量上调,推测由于它们共同定位在mamXY操纵元上可能具有功能互补的作用;mamX和ftsZ-like基因在细胞生长18 h的转录水平高于12 h,可能它们与MamZ蛋白主要在磁小体成熟期发挥功能。实验还发现,在△mamZ突变株、△mamX突变株及相应的回补菌株中,mms6基因的转录水平均明显上调,说明mamZ、mamX或整个mamXY操纵元上基因与mms6之间可能存在某种互作关系。本研究不仅证明了mamZ基因在磁小体成熟期的重要作用,并再一次发现了mamXY操纵元上四个基因功能的互补现象,特别是该操纵元编码四个蛋白与Mms6之间存在某种关联的事实值得进一步验证。