水稻黃單胞菌T3SS效應(yīng)分子的鑒別和xopQ1-1基因功能研究.pdf

1、水稻細(xì)菌性條斑?。˙aterialleafstreak，BLS）和水稻白葉枯病（Bacterialblight，BB）是我國水稻上的兩種重要的細(xì)菌病害，其病原菌如同其他革蘭氏陰性植物病原菌一樣，能夠通過T3SS系統(tǒng)分泌一些致病性效應(yīng)分子進(jìn)入植物細(xì)胞中，從而引起寄主植物的產(chǎn)生抗（感）病性。雖然水稻黃單胞菌的全基因組測序已完成，但與水稻互作時(shí)T3SS效應(yīng)分子的種類和數(shù)量并不清楚。Tsuge、Schechter等研究證明T3SE一般具有以下特

2、征:基因的啟動(dòng)子區(qū)域存在hrp調(diào)控基因hrpX的作用位點(diǎn)PIP-Box(TTCGC-N15-TTCGC);N-端前50個(gè)特定氨基酸組成具有分泌信號:脯氨酸(P)和色氨酸(S)＞20％，第三位和第四位其中之一為亮氨酸(L)或脯氨酸(P)，前12位沒有天冬氨酸(D)和谷氨酸(Q)。本研究根據(jù)這些方法獲得了120個(gè)候選基因，選取了其中的15個(gè)做進(jìn)一步的驗(yàn)證，以avrXa10為報(bào)道基因，結(jié)果發(fā)現(xiàn)PXO-3819通過T3S裝置分泌，是T3SE。P

3、XO2065、PXO2774、PXO3819啟動(dòng)子序列含有PIP-BOX(TTCGC-N15-TTCGC)，以gfp為報(bào)道基因證明PXO2065、PXO2774、PXO3819受HrpX調(diào)控表達(dá)，RT-PCR驗(yàn)證也得到一致的結(jié)果，這兩種報(bào)道體系的建立為水稻黃單胞菌新的T3SE的鑒定提供了有效的技術(shù)支持。
　　基因組學(xué)揭示，Xoo和Xoc中均存在與丁香假單胞菌(Pseudomonassyringaepv.tomato，Pst)中通過

4、T3SS分泌的hopQ1-1同源基因xopQ1-1，但其是否為T3SS效應(yīng)分子以及在病菌致病性中的功能并不清楚。本文通過基因敲除技術(shù)，獲得了水稻黃單胞病菌xopQ1-1基因的突變體。致病性測定結(jié)果發(fā)現(xiàn)，xopQ1-1基因突變后，病菌在水稻上的毒性增強(qiáng)，細(xì)菌生長能力增強(qiáng)。非常有意義的是，xopQ1-1基因突變體在3×108CFU/mL濃度時(shí)仍能在煙草上激發(fā)過敏反應(yīng)，但在104CFU/mL時(shí)，8天后可在煙草上產(chǎn)生壞死癥狀。功能互補(bǔ)結(jié)果顯示，

5、xopQ1-1基因能夠恢復(fù)突變體在水稻上的毒性至野生型水平和在煙草上喪失產(chǎn)生壞死病斑的能力，同樣來至野油菜黃單胞菌(X.campestrispv.campestris)、茄青枯病菌（R.solanacearumGMI1000）、丁香假單胞菌（P.syrinaepv.tomatoDC3000）的同源基因也可以互補(bǔ)恢復(fù)突變體在水稻上的毒性至野生型水平和在煙草上喪失產(chǎn)生壞死病斑的能力。研究發(fā)現(xiàn)xopQ1-1的表達(dá)受HrpX調(diào)控，受hrp誘導(dǎo)培

6、養(yǎng)基和植物細(xì)胞來源的信號誘導(dǎo);蛋白免疫實(shí)驗(yàn)揭示XopQ1-1通過T3SS裝置進(jìn)行分泌，能夠與HrpF轉(zhuǎn)位蛋白進(jìn)行互作，轉(zhuǎn)位進(jìn)入植物細(xì)胞中;細(xì)胞定位顯示，XopQ1-1能夠結(jié)合在細(xì)胞膜和細(xì)胞核中。酵母雙雜交證明XopQ1-1能夠與HpaA、Hpa4、HrpF和HrpB5蛋白互作;以Xoc的xopQ1-1基因?yàn)檎T餌，從水稻cDNA文庫中獲得了與xopQ1-1互作的水稻基因，命名OsXopQ1-1;發(fā)現(xiàn)OsXopQ1-1受xopQ1-1誘導(dǎo)表