水稻白叶枯病菌opsX基因功能的初步分析

水稻白叶枯病(bacterial leaf blight,BLB)是水稻生产中最严重的细菌性病害之一。本研究发现水稻白叶枯病菌广西菌株K74(Xanthomonas oryzae pv.Oryzae K74,Xoo K74)的ops X基因缺失突变后致病力基本完全丧失,研究还证明该基因与胞外多糖分泌、铜离子耐受、苯耐受、氯化钠耐受、生物膜合成等相关,此外还发现突变体对氧化物及表面活性剂SDS更为敏感。互补菌株的相关表型和致病力基本可以回复至野生型水平。本研究为ops X基因进一步分子水平的研究提供了线索。     

水稻白叶枯病菌udgH基因的功能研究

水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,以下简称Xoo)是水稻病原菌的一种,其引起的水稻白叶枯病(bacterial leaf blight,BLB)可致使水稻大量减产。本研究发现一个假定的udg H基因的插入突变致使致病力急剧下降,并且胞外多糖、抗逆性、生物膜、游动性等几种生理表型与野生型相比发生了明显变化。互补菌株的致病力能恢复至80%以上,其他生理表型基本能恢复至野生型。本研究为进一步研究udg H基因的致病分子机理提供了研究线索。     

水稻白叶枯病菌pxo_04104基因功能的初步分析

水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)是一种重要的植物病原细菌,可以引起水稻白叶枯病,使水稻减产。本研究通过对Xoo K74 Tn5插入突变体库进行致病力检测、质粒拯救定位发现pxo_04104基因与Xoo致病相关,pxo_04104基因编码periplasmic beta-glucosidase(周质β-葡萄糖苷酶)。该基因的缺失突变体及其互补菌株生理生化表型检测显示缺失突变体致病力、抗渗透压能力显著下降,其互补菌株致病力可恢复到野生型水平的84.2%,抗渗透压能力也可恢复。本研究为深入研究pxo_04104基因致病分子机理提供了线索。     

水稻白叶枯病菌广西分离株K74中主效TAL效应物的鉴定

水稻是世界上主要的粮食作物之一。水稻白叶枯病(Bacterial leaf blight)是危害水稻最严重的细菌性病害,可使水稻减产20%以上,严重时甚至绝产,给农业生产和经济造成巨大影响。水稻白叶枯病由水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xoo)的侵染造成,而TAL效应物是Xoo的重要致病因子。近年来,该病在广西也有多发的趋势。2007年从防城港疫区分离得到Xoo K74菌株,经前期研究表明该菌株中有18个tal基因。本研究中,我们对K74菌株中的TAL效应物进行了功能研究。通过基因同源整合突变及互补等研究,我们鉴定到了K74菌株一个与致病力相关的主效TAL效应物。     

水稻细菌性条斑病菌中假定编码甲基趋化蛋白的基因的功能初步研究

水稻细菌性条斑病菌(Xamthomonas.oryzae pv.oryzicola,Xoc)是水稻的主要病原菌之一,其引发的水稻细菌性条斑病可造成水稻严重减产。本文利用水稻细菌性条斑病菌广西分离株GX01作为实验菌株,获得XOC2233基因的Tn5插入突变体,XOC2233编码为假定的甲基受体趋化性蛋白,本实验对其生化表型以及致病性的研究表明,突变体的致病力与野生型相比没有明显变化,但其胞外多糖产量和游动性增强,且其胞外蛋白酶的活性有所降低,而互补菌株均能恢复其表型到野生型水平。根据本研究的结果推测XOC2233基因可能通过对鞭毛的合成控制影响胞外多糖的分泌,为进一步研究XOC2233基因在水稻条斑病菌胞外多糖代谢途径中的作用提供了基础。     

水稻细菌性条斑病菌rpfC/rpfG的功能分析

水稻细菌性条斑病菌(Xamthomonas oryzae pv.oryzicola,Xoc)是水稻的重要病原菌之一,其引起的水稻细菌性条斑病对水稻粮食产量造成重大损失。本研究利用水稻细条病菌广西分离株GX01作为出发菌株,采用同源双交换的方法分别构建rpf C和rpf G的缺失突变体,并研究其生物学功能。结果表明,与野生型GX01相比,缺失突变体Δrpf C和Δrpf G的致病力和在非寄主烟草上的过敏反应严重下降,胞外多糖合成、游动性和渗透压耐受能力明显降低,生物膜形成和絮凝能力显著增加,而互补菌株能基本将表型补回至野生型水平,表明rpf C和rpf G是重要的致病相关基因。本实验为进一步研究rpf C/rpf G基因在水稻条斑病菌的调控机理提供了前期资料。     

水稻白叶枯病菌核苷酸信号受体蛋白Clpxoo的分子鉴定及其功能

【目的】本文的目的为阐明水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae, 简称Xoo)核苷酸信号途径及其作用机理。 【方法】本研究对推导的信号受体蛋白Clpxoo进行了基因克隆、序列分析、缺失突变和互补及其相关表型的鉴定。【结果】克隆的clpxoo基因序列与大肠杆菌crp和铜绿假单胞菌vfr的同源性较高,与其它几种病原黄单胞菌clp高度保守。Clpxoo序列N端具有环化核苷酸cNMP结合结构域(CAP_ED?),C端具有保守的DNA结合结构域(HTH_CRP)。用双交换法构建了基因缺失突变体(△clpxoo)。与野生型菌株PXO99A相比,△clpxoo的运动性、胞外多糖产生能力和对H2O2的抗性均显著降低,基因互补可使之部分恢复;△clpxoo胞外酶产生和对烟草致敏性无显著改变。【结论】Clpxoo可能作为全局性的保守调控因子之一,调控了Xoo的鞭毛运动性、胞外多糖产生和对H2O2的抗性。     

水稻白叶枯病菌△rpfxoo基因缺失突变体DSF信号产生和毒性表达

[目的]旨在阐明3个DSF/Rpfxoo信号系统成员RpfFxoo、RpfCxoo和RpfGxoo在水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)毒性表达中的功能.[方法]用标记置换法缺失突变rpfFxoo、rpfCxoo和rpfGxoo基因,测定突变体及其互补菌株的DSF(diffusible signal factor)信号分子产生、胞外多糖(EPS)产生及其对水稻的致病性.[结果]从野生型菌株PX099A 基因组中克隆了推测与DSF信号生成和传导有关的基因rpfFxoo、rpfCxoo和rpfGxoo,获得了相应的单基因或双基因缺失突变体.与PX099A 产生DSF相比,△rpfFxoo、△rpfY+Cxoo和△rpfr+Gxoo均不产生DSF,△rpfCxoo过量产生,△rpfGxoo产量降低;rpfFxoo、rpfCxoo和rpfGxoo可以分别互补Xoo和Xce的相应基因突变体,恢复DSF产生表型.除△rpfFxoo的EPS产生无明显变化外,其余突变体的均显著减少.所有突变体对水稻的致病性均显著下降.[结论]RpfFxoo、RpfCxoo和RpfGxoo调控了Xoo的DSF信号生成、EPS产生和致病性.     

水稻白叶枯病菌Δrpfxoo基因缺失突变体DSF信号产生和毒性表达

【目的】旨在阐明3个DSF/Rpfxoo信号系统成员RpfFxoo、RpfCxoo和RpfGxoo在水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)毒性表达中的功能。【方法】用标记置换法缺失突变rpfFxoo、rpfCxoo和rpfGxoo基因,测定突变体及其互补菌株的DSF(diffusible signal factor)信号分子产生、胞外多糖(EPS)产生及其对水稻的致病性。【结果】从野生型菌株PXO99A基因组中克隆了推测与DSF信号生成和传导有关的基因rpfFxoo、rpfCxoo和rpfGxoo,获得了相应的单基因或双基因缺失突变体。与PXO99A产生DSF相比,ΔrpfFxoo、ΔrpfF+Cxoo和ΔrpfF+Gxoo均不产生DSF,ΔrpfCxoo过量产生,ΔrpfGxoo产量降低;rpfFxoo、rpfCxoo和rpfGxoo可以分别互补Xoo和Xcc的相应基因突变体,恢复DSF产生表型。除ΔrpfFxoo的EPS产生无明显变化外,其余突变体的均显著减少。所有突变体对水稻的致病性均显著下降。【结论】RpfFxoo、RpfCxoo和RpfGxoo调控了Xoo的DSF信号生成、EPS产生和致病性。     

水稻细菌性条斑病菌REC结构域蛋白基因vemRXoc的功能鉴定

水稻细菌性条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola,Xoc)是水稻的主要病原细菌之一,该菌引起的水稻细菌性条斑病可导致水稻减产、品质下降.Xoc GX01菌株基因组中含有一个与十字花科黑腐病菌(Xanthomonas campestris pv.campestris,Xcc)的致病相关基因vemR一致性高达95.27%的同源基因XOC2152,其编码蛋白中含有磷酸信号识别受体REC结构域.为了研究XOC2152基因在Xoc中的生物学功能,本研究通过基于自杀质粒pK18mob同源整合方法,构建了XOC2152的非极性突变体NK2152.该突变体的胞外多糖产量仅为野生菌株的27.33%,平板游动半径为野生菌株的40.96%,对铜离子耐受能力极显著降低.针刺接种水稻(日本晴品种) 10 d后,Xoc GX01处理的病斑平均长度为(3.86±1.19) cm,而突变体NK2152处理的病斑长度为(0.98±0.45) cm.带有该基因片段的pLAFR3可以互补突变体的表型和致病力变化.上述结果表明XOC2152基因具有与Xcc的vemR类似的功能,被命名为vemRXoc基因.本研究表明XOC2152基因(vemRXoc基因)与水稻细菌性条斑病菌的致病力、胞外多糖产量、运动能力以及对铜离子的耐性等相关.     

水稻白叶枯病菌基因XOO2193的突变体构建及其毒力和胞外多糖分析

水稻白叶枯病菌是一种引起水稻白叶枯病的植物病原细菌,水稻白叶枯病是世界水稻生产中最严重的细菌性病害之一.本研究采用携带同源序列的自杀质粒pK18MobGⅡ整合的办法构建了水稻白叶枯病菌中国菌株13751编码6-磷酸葡糖酸内酯酶的基因XOO2193的非极性突变体GNM2193.对突变体的表型分析发现其毒力在杂交水稻品种特优63上显著减弱,突变体在非寄主植物蓖麻上不能引起过敏反应.此外,突变体胞外多糖的产量是野生型的43.4%.用一段含有XOO2193基因的DNA 片段对GNM2193进行功能互补,互补菌株在水稻上的毒力、引起过敏反应的能力和胞外多糖产量恢复到野生型水平.说明XOO2193基因与病菌的毒力和胞外多糖的产生有关.     

水稻白叶枯病菌第二信使c-di-GMP代谢酶基因的预测和分析

旨在从水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)中鉴定出含有GGDEF结构域的鸟苷酸环化酶(DGC)和含有EAL或HD-GYP结构域的磷酸二酯酶(PDE)编码基因。预测分析了Xoo已测序菌株中的GGDEF、EAL和HD-GYP结构域蛋白的种类、数量及其序列特征,鉴别了基序保守的DGC或PDE、基序退化的信号受体以及信号输入结构域,验证了部分不同类型结构域蛋白作为DGC/PDE、信号受体以及在细菌毒性调控等方面的功能。     

糖基转移酶基因rbfCxoo缺失突变导致水稻白叶枯病菌毒性表达增强

摘 要：【目的】阐明水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,简称Xoo)基因组中推导的脂多糖O抗原合成蛋白基因rbfCxoo (XOO2599) 的结构和生物学功能。【方法】通过基因克隆、序列分析、缺失突变和表型测定,对rbfCxoo的分子特征及其功能进行了鉴定。【结果】 用特异性引物进行PCR扩增,从野生型菌株PXO99A基因组DNA中成功地获得了与己测序菌株KACC10331序列完全一致的全长基因序列; RbfCxoo序列N端和C端分别具有一个糖基转移酶的保守结构域(Glycos_transf_2)。用标记置换法获得了基因缺失突变体△rbfCxoo。与PXO99A相比,△rbfCxoo 脂多糖O抗原合成能力并未发生变化,但鞭毛素糖基化能力有所降低。此外,△rbfCxoo鞭毛运动性、生物膜形成和胞外纤维素酶和木聚糖酶活性都无明显改变,但对水稻的致病性显著增强,毒性相关基因的表达也有所增加。【结论】RbfCxoo可能与细菌鞭毛素糖基化修饰以及毒性表达有关。     

水稻白叶枯病菌TonB-Dep-Rec蛋白家族成员Tdrxoo的功能鉴定

【目的】旨在揭示水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzaepv.oryzae,Xoo)致病性和运动性及其基因表达的调控途径。【方法】本研究通过基因克隆、序列分析和缺失突变方法,对与应答调节子GacAxoo互作的Tdrxoo的分子特征和功能进行了鉴定。【结果】利用序列特异性引物进行基因扩增,成功地从野生型菌株PXO99A中克隆了tdrxoo基因。Tdrxoo与其它病原黄单胞菌的同源序列高度保守,具有TonB-Dependent-Receptor(TDR)结构域,推测其是位于细菌外膜、可能接收来自细菌体外环境信号的蛋白。用基因标记交换法,构建了△tdrxoo基因缺失突变体。与PXO99A相比,Δtdrxoo在人工培养条件下的生长受到影响,致病性完全丧失,胞外纤维素酶和木聚糖酶活性和运动能力显著减弱,基因互补可以使之恢复;Δtdrxoo嗜铁素产生无明显改变。【结论】Tdrxoo作为一种细胞外膜蛋白,可能参与调控了病菌的生长、致病性、胞外酶活性和运动性等表型。     

水稻白叶枯病抗性基因Xa21的分子生物学研究进展

由黄单胞杆菌水稻致病变种Xanthomonas oryzae pv.oryzae(Xoo)引起的白叶枯病是水稻重要细菌性病害之一。迄今,已有7个水稻白叶枯病抗性基因被克隆。Xa21是第一个被克隆的白叶枯病抗性基因,因具有广谱抗性而受到广泛的关注。对Xa21的发现、定位及克隆、表达特征、编码产物XA21的生化特性、作用与调控以及XA21介导的免疫反应模式等方面的研究结果进行综述,并对今后的研究方向进行展望。     

贝莱斯芽孢杆菌Bv-303对水稻白叶枯病菌的拮抗活性及其应用

本研究明确了一株新型贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis) Bv-303菌株对黄单胞杆菌水稻致病变种(Xanthomonas oryzae pv. oryzae,Xoo)的拮抗活性及其对水稻白叶枯病(bacterial-blight,BB)的生物防治效果。采用牛津杯法测定了菌株Bv-303发酵上清液(cell-free supernatant, CFS)对白叶枯病菌体外拮抗的活性及其稳定性;通过对接种白叶枯病菌的水稻叶片进行喷雾处理,在水稻体内测试了该菌株发酵液(cell-culture broth,CCB)、发酵上清液及菌悬液(cell-suspension water,CSW)对白叶枯病菌的抑制效果;并统计了该菌株对水稻种子发芽率与幼苗生长的影响。结果表明,在体外,菌株Bv-303发酵上清液对白叶枯病菌的生长抑制率可达85.7%–88.0%,对热、酸、碱、紫外线等具有较好的稳定性;在水稻叶片上,喷施该菌株的发酵液、发酵上清液及菌悬液均能提高植株对白叶枯病的抗性,其中发酵液的效果最佳,抗病性提高率高达62.7%;且发酵液对水稻种子萌发和幼苗生长均没有副作用。因此,菌...     

水稻白叶枯病菌T3SS基因表达及其调控网络

植物病原细菌III型分泌系统(T3SS)在其毒性表达及与寄主互作中具有重要的功能。水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)hrp基因簇编码了T3SS装置,将毒性效应子蛋白分泌到水稻细胞内,抑制和破坏寄主免疫反应,或诱导感病基因表达,以达到成功侵染的目的。hrp基因表达受到严格调控,在模拟水稻内环境的贫瘠营养培养基中被诱导表达;hrp和效应子基因均受调控蛋白HrpG和Hrp X的调控。此外,hrp基因还受到其它毒性调控网络重要因子的调控,包括双组分调控因子、转录调控因子、DNA/RNA结合蛋白、糖代谢和c-di-GMP信号因子。结合本实验室的研究结果,综述了Xoo T3SS表达调控及其致病机理的研究进展,以期为水稻细菌病害发生机理的解析及其有效防控措施提供一些新见解、思路和途径。     

水稻与白叶枯病菌互作机制研究进展

水稻白叶枯病由Xanthomonas oryzae pv.Oryzae(Xoo)致病菌引起,为水稻三大病害之一,对世界水稻生产造成了严重危害.水稻与Xoo互作符合“基因对基因”假说,是研究植物与细菌互作的典型模式系统.水稻基因组以及Xoo基因组测序的完成,极大地推动了水稻-Xoo互作分子机理的研究.就有关水稻与Xoo互作机制的最新研究进展作一概述.     

绿脓杆菌对鲎素耐受性特点及耐受性机制的研究

【目的】为了探讨鲎素作为抗菌药物在临床使用中的安全性问题,通过鲎素连续增高浓度法对绿脓杆菌进行耐受性诱导,并对其耐受性机制进行初步研究,以期为鲎素的广泛应用提供理论依据。【方法】绿脓杆菌ATCC27853为试验菌株,通过连续增高浓度诱导法筛选抗药菌株,并通过抗药稳定性、交叉抗药性、抗药性代偿测定来探究其耐受性特点,通过对其胞外蛋白酶活性、生物膜形成、胞外多糖含量的变化来探讨其抗药性机制。【结果】通过连续增高鲎素浓度法对原始菌株进行30多代诱导后,绿脓杆菌ATCC27853对鲎素的MIC值逐渐增高,80多代时产生了明显抗药性。抗药菌株对丁胺卡那以及pexiganan、鲎素同源肽tachyplesin III、polyphemusin I均能产生不同程度的抗药性。在无药培养基中抗药菌株以更长的延滞期作为抗药性代偿,但在有药培养基中具有更短的延滞期和更大的生长速率。抗药菌株较原始菌株分泌的胞外蛋白酶活性增高,并能降低鲎素的抗菌活性。在同样条件下抗药菌株较原始菌株胞外多糖含量增高,更易形成生物膜。【结论】在长期选择压力下绿脓杆菌ATCC27853对鲎素能产生抗药性,其抗药性机制可能与生物膜形成、胞外蛋白酶失活鲎素有关。关于细菌对鲎素的抗药性机制,有待进一步研究。     

水稻条斑病菌胞外多糖相关基因的鉴定

摘要:【目的】前期研究中从Tn5 转座子插入的水稻条斑病菌突变体库中获得了17 个胞外多糖改变的突变体。【方法】本文对这些突变体的Tn5 插入位点和基因类型进行了鉴定。【结果】结果显示,胞外多糖减少的11 个突变体中多数为Tn5 插入在已知的gum、xan 和wxoc 基因簇上,Xoryp_4217、Xoryp_2488 和Xoryp_0918为未知的与胞外多糖产生有关的基因,属首次报道;6 个胞外多糖增多的突变体中,fimO、pilY 和xopQ 与胞外多糖产生有关,但在水稻条斑病菌中未见报道;Xoryp2392、Xoryp_4221 和Xoryp_3511 为首次鉴定,其中Xoryp_3511 仅在水稻黄单胞菌中存在。毒性测定结果显示,胞外多糖减少的突变体在水稻上的毒性变弱,而胞外多糖增加的突变体在水稻上的毒性没有显著变化。【结论】这些结果为进一步分析水稻条斑病菌胞外多糖代谢途径以及与水稻的互作关系奠定了基础。