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。     

水稻细菌性条斑病菌中受DSF 调控的鞭毛基因flgD、flgE 的功能分析

[目的]为了阐明可扩散性信号分子(diffusible signal factor,DSF)调控的鞭毛基因对水稻细菌性条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola,Xoc)Rs105的致病性等方面的影响.[方法]采用PCR的方法克隆靶标基因flgDxoc和flgExoc,用同源重组法构建缺失突变体,测定突变体及其互补菌株的菌体形态、运动性、致病性及过敏性反应等表型,用反转录PCR(RT-PCR)的方法验证Rs105和ArpfFxoc(rpfFxoc基因的缺失突变体,不产生DSF)中flgDxoc、、flgExoc表达量的差异.[结果]从Rs105基因组中克隆到flgDxoc、flgExoc基因,并证实这两个基因在基因组中均为单拷贝.PCR和Southern杂交结果显示,flgDxoc、flgExoc基因被成功敲除.与野生型相比,突变体的鞭毛产生能力丧失,游动性和趋化性能力减弱,接种水稻叶片显示其致病性部分减弱,基因互补可使其恢复.生长能力和对烟草叶片的致敏性无明显改变.RT-PCR结果显示,flgDxoc、flgExoc基因在△rpfFxoc中的转录水平明显降低.[结论]本试验表明:FlgD、FlgE是水稻细菌性条斑病菌鞭毛形成所必需的因子;进一步证明了DSF通过调控flgDxoc、flgExoc基因表达,从而影响条斑病菌的致病性等表型.为深入认识DSF对细菌性条斑病菌鞭毛基因簇的调控提供了科学依据.     

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wxoC和wxoD基因功能的初步研究

水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)是目前发现的危害较大的水稻病原细菌之一,可导致水稻减产。本研究以广西菌株Xoo K74为出发菌株,通过在wxoC和wxoD双基因功能被破坏的突变体中分别回补wxoC或wxoD基因发现:wxoC基因影响病菌的致病力,降低了菌体对有机溶剂的耐受性,部分影响细菌生物膜的产生和胞外多糖的分泌;wxoD基因影响细菌胞外多糖的合成、运动能力、对渗透压的耐受性和细菌的生长情况,并且部分影响生物膜的产生,但该基因对致病力贡献很小,具体原因有待进一步的研究。     

假定蛋白基因XC2038与十字花科黑腐病菌致病相关

十字花科黑腐病菌(Xanthomonas campestris pv.campestris,Xcc)是研究植物病原细菌和寄主互作的模式细菌,鉴定其致病相关基因对于控制作物病害有重要的意义。XC2038在Xcc 8004中注释为功能未知的假定蛋白基因。本研究利用实验室前期构建的XC2038基因的Tn5gus A5插入突变体164H09,并构建了该突变体的互补菌株C164H09,随后对各菌株的致病性及相关表型进行了检测。结果表明,164H09影响Xcc 8004胞外多糖、泳动性及生物被膜的形成,影响在寄主满身红萝卜上的致病性,而突变体的互补菌株能将以上表型恢复至野生型水平。综上可知,假定蛋白基因XC2038与十字花科黑腐病菌致病相关。     

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。     

茎瘤固氮根瘤菌ORS571鞭毛马达基因fliN与fliM的功能分析

【目的】考察茎瘤固氮根瘤菌ORS571中鞭毛马达蛋白FliN、FliM的编码基因分别缺失的突变体表型,初步探究其功能机理。【方法】本研究采用同源重组和三亲本接合转移的方法构建突变体,测定野生型及突变株的生长曲线、趋化性、胞外多糖的分泌、生物膜的形成及细胞絮凝等表型。【结果】三种菌株的生长速率基本无差,与野生型菌株相比突变株鞭毛结构丧失,趋化能力、分泌的胞外多糖和生物膜形成能力均下降,但相同时间内细胞絮凝程度比野生型明显。【结论】实验表明,鞭毛基因fliN、fliM对茎瘤固氮根瘤菌ORS571鞭毛的形成、趋化运动、胞外多糖的分泌、生物膜的形成及细胞絮凝能力等均有调控作用。     

十字花科黑腐病菌的XC1193基因与致病相关

十字花科黑腐病菌(Xanthomonas campestris pv.campestris,Xcc)是一种重要植物病原细菌,在全球范围内侵染十字花科植物引起黑腐病,其σ因子在基因表达中起到重要调节作用。XC1193基因在Xcc 8004菌株编码一个σ~70因子,为进一步研究该σ因子在Xcc中的调控作用,利用自杀质粒p K18mobsac B构建了XC1193基因的缺失突变体DM1193。与野生型菌株的比较发现,XC1193基因突变不影响菌体在丰富培养基和基本培养基上的生长;突变体的胞外蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶等生化表型也与野生型一致;植株实验表明XC1193突变不影响过敏反应。采用剪叶接种法进行致病性检测,突变体致病力与野生型一致。而采用喷雾接种法,突变体致病力显著降低,互补菌株致病力恢复至野生型水平。结果表明,该σ因子在十字花科黑腐病菌致病过程中发挥作用,并与Xcc侵染寄主的早期事件有关。     

水稻条斑病菌pilT基因在致病性中的功能分析

【目的】本实验室前期研究发现水稻条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola,Xoc)RS105菌株中pil T基因Tn5转座子插入突变体在寄主水稻上致病性明显降低,在非寄主烟草上激发过敏反应(hypersensitive response,HR)的能力也明显减弱。为了揭示pilT基因在Xoc菌株中的功能,本文进行了深入研究。【方法】本实验通过无标记双交换敲除的方法获得Xoc RS105菌株pil T基因缺失突变体RΔpilT,并对该突变体的游动性以及生物膜等表型进行了检测。【结果】与野生型RS105菌株相比,敲除突变体RΔpilT不仅在感病水稻IR24上的致病性显著降低,在非寄主烟草上产生过敏反应的能力减弱,而且突变体游动性降低,生物膜含量增加,互补子能够恢复上述缺陷至野生型水平。qRT-PCR结果显示,在RΔpil T中,hrpG、hrpX、hrcC、clp、rpfG、pilA、pilC基因表达量明显降低。【结论】Xoc中pilT为重要的毒性相关基因,其致病性与游动性和生物膜含量变化相关,并且受clp、rpfG、pilA、pilC等基因调控。pil T基因编码的Pil T蛋白是构成IV型菌毛的亚基之一,为菌体运动提供能量。本文对pilT基因的功能研究,为进一步分析IV型菌毛在Xoc中的功能提供了线索。     

水稻细菌性条斑病菌RpfCxoc/RpfGxoc双组分系统的功能

【目的】旨在阐明双组分系统RpfCxoc/RpfGxoc在水稻细菌性条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola,Xoc)DSF(diffusible signal factor)合成、致病性等相关方面的生物学功能。【方法】以Xoc野生型菌株Rs105为母体,利用自杀载体pK18mobsacB缺失突变rpfCxoc、rpfGxoc和rpfGCxoc(rpfCxoc和rpfGxoc双基因),测定突变体及其互补菌株的DSF合成水平、对水稻的致病性、胞外多糖(extracellular polysaccharide,EPS)产量、菌体形态及群体结构。【结果】从Rs105基因组中克隆了rpfCxoc和rpfGxoc基因,并获得了相应的单基因或双基因缺失突变体。与Rs105相比,ΔrpfCxoc和ΔrpfGCxoc过量合成DSF信号分子,但是ΔrpfGxoc合成DSF的能力显著下降;rpfCxoc和rpfGxoc单基因或双基因的缺失突变均导致Xoc的致病性丧失,EPS合成水平下降34.1%-48.5%,形成菌体高度聚集的生物膜结构。【结论】RpfCxoc/RpfGxoc双组分系统调控Xoc的DSF生物合成、EPS产生和生物膜的驱散,是Xoc保持致病性所必需的因子。     

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.     

水稻细菌性条斑病菌中分泌蛋白质组表达谱的研究

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。本研究以Xoc GX01作为实验菌株,通过细菌培养、分泌蛋白提取、纯化获得总分泌蛋白,将样品酶解后通过LC-MS/MS技术鉴定了分泌蛋白质表达谱,共鉴定蛋白质661个,同时利用生物信息学技术对鉴定蛋白进行基因本体(gene ontology,GO)生物学分类,对生物功能、生物进程以及细胞组件进行了说明。为阐明植物病原菌的作用机理以及植物-病原细菌互作提供了理论基础。     

茎瘤固氮根瘤菌ORS571中motA基因的功能分析

[目的] MotA是细菌的鞭毛马达蛋白,是跨膜质子通道的重要组成结构之一,在调控鞭毛运动中具有至关重要的作用。本研究探究了Azorhizobium caulinodans ORS571中鞭毛马达基因motA对菌株表型和植物互作的影响。[方法] 通过同源重组原理和三亲接合转移方法构建突变菌株∆motA,测定野生型与突变体在菌体生长、运动、固氮、胞外多糖合成、生物膜形成及根系定殖能力的差异。[结果] 与野生型相比,突变体菌体生长没有明显差异,但其运动能力完全丧失,固氮、胞外多糖合成、生物膜形成及根系定殖能力减弱。[结论] MotA鞭毛马达蛋白对A.caulinodans ORS571的运动、固氮、胞外多糖合成、生物膜形成及根系定殖能力均有调控作用。     

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。     

野油菜黄单胞菌野油菜致病型胞外多糖合成有关的DNA序列的克隆

以从野油菜黄单胞菌野油菜致病型（Xanthomonascampestrispv.campestris）胞外多糖突变体T117中克隆到的含有突变序列的DNA片段作探针,从野生型菌株中鉴定和克隆了含有相应序列的9．4kbHindⅢ片段。该片段可反式互补突变体T117,完全恢复其胞外多糖的合成,说明该片段至少含有一个完整的与该菌胞外多糖合成有关的基因。