青枯菌fadP基因功能及噬菌體P2Tb1556基因組學(xué)分析.pdf

1、茄科勞爾氏細(xì)菌（簡稱青枯菌）是一種世界性重要植物病原細(xì)菌，廣泛存在于水體、土壤和非植物寄主中，且寄主范圍廣，能侵染包括茄科植物在內(nèi)的50多個科的400多種植物，引起植物的青枯病，在熱帶和亞熱帶地區(qū)造成毀滅性的危害，目前尚未有理想的防治藥劑，因此，研究青枯菌并探索青枯病防治的新途徑，具有重要科學(xué)意義。
　　本論文首先對青枯菌Tm1401菌株的fadP基因進(jìn)行克隆及生物信息學(xué)分析；采用同源重組雙交換法，構(gòu)建了 fadP基因缺失突變株及

2、其互補(bǔ)菌株，并通過致病力及相關(guān)基礎(chǔ)生物學(xué)特性的測定，明確fadP基因在青枯菌致病過程中的作用。根據(jù)Tm1401菌株的全基因組序列信息，分析fadP基因的結(jié)構(gòu)，結(jié)果顯示，該基因大小為591 bp，共編碼196個氨基酸，與FQY_4、YC45和GMI1000菌株的核酸序列具有99％的相似性。蛋白結(jié)構(gòu)模擬結(jié)果表明，Tm1401菌株FadP蛋白的三級結(jié)構(gòu)為同型二聚體。表型測定結(jié)果表明，fadP基因缺失突變體ΔfadP與野生菌相比，其生長速率下降

3、，運(yùn)動性變?nèi)?，明顯降低了在番茄上的致病力，產(chǎn)生纖維素酶能力下降，四環(huán)素抗性能力增強(qiáng)，但胞外多糖的產(chǎn)生和煙草上的HR反應(yīng)沒有顯著差異。
　　為了進(jìn)一步明確fadP所調(diào)控的下游基因，采用Illumina技術(shù)測序平臺，對Tm1401和突變體ΔfadP進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序，并比較它們之間基因轉(zhuǎn)錄水平的差異，測序結(jié)果顯示，fadP基因敲除菌株ΔfadP共有848個基因發(fā)生了轉(zhuǎn)錄豐度改變（FDR≤0.001，|log2Ratio|≥1），其中505

4、個基因上調(diào)，343個基因的轉(zhuǎn)錄受到抑制。同時(shí)，對其差異基因進(jìn)行了GO聚類分析和KEGG聚類分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這些差異基因涉及生物過程（biological process）、細(xì)胞組分（cellular component）、分子功能（molecular function）、代謝通路（metabolic pathways）、生物合成的次級代謝（biosynthesis of secondary metabolites）和雙組分系統(tǒng)（two-

5、component system）等途徑。
　　噬菌體是侵染細(xì)菌的病毒，在自然界中廣泛存在，并且被認(rèn)為是生物圈中數(shù)量最多的。本論文中，對一株裂解自青枯菌的噬菌體 P2Tb1556進(jìn)行了分離鑒定和基因組學(xué)分析。結(jié)果表明：噬菌體P2Tb1556屬于有尾噬菌體目（Caudovirales）肌尾噬菌體科（Myoviridae），是雙鏈DNA，基因組大于46,508 bp，GC含量為62.329%，基因總數(shù)量為65個，有24個基因沒有比對上