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。     

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。     

3种接种方法对十字花科黑腐病菌Xcc8004菌株在拟南芥Col-0上致病力的影响

十字花科黑腐病菌(Xanthomonas campestris pathovar campestris,Xcc)是引起十字花科植物黑腐病的病原菌,也是研究寄主与病原微生物相互作用分子机理的模式菌之一.Xcc可以感染白菜、萝卜和甘蓝等十字花科农作物,也可以感染重要的模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana).由于拟南芥的全基因组测序已经完成,因此,拟南芥是研究寄主植物对Xcc浸染的防卫反应的分子机理的最理想的寄主材料.但是,到现在为止,一套完善的在拟南芥上进行Xcc致病检测的实验系统还没有建立.为此,本研究比较了"叶片压渗法"、"剪叶法"和"叶片中脉穿刺法"这3种常用的病原细菌接种方法对Xcc的实验室菌株8004 (以下简称Xcc8004)在哥伦比亚生态型拟南芥(A.thanliana ecoype Colombia 0,Col-0)上的致病力的影响.结果发现,在拟南芥Col-0叶片上用"叶片压渗法"接种Xcc8004可以引起明显致病症状,而用"剪叶法"和"叶片中脉穿刺法"接种均不能引起病症.这一结果说明,不同的接种方法的对Xcc在拟南芥上的致病力有很大的影响.因此,要在拟南芥Col-0上进行Xcc8004的致病力检测,本研究建议采用"叶片压渗法"而不用"剪叶法"和"叶片中脉穿刺法".此外,本研究还建立了一套简易的拟南芥试验用苗的栽培方法.     

十字花科黑腐病菌中一个与趋化性相关基因的突变分析

十字花科作物黑腐病,又称为野油菜黄单胞菌野油菜变种(Xanthomonas campestris pv.campestris,简称Xcc),该细菌是引起十字花科作物等植物发生黑腐病的病原菌,同时该细菌也是人们研究寄主与病原微生物相互作用的具体分子机理的模式菌之一。在Xcc 8004菌株基因组中,XC_2304编码的产物为一个趋化性蛋白。由于细菌的趋化性在病原学方面的意义是非常重要的,为评估XC_2304的功能,本研究利用p K18mob Sac B对XC_2304进行缺失突变,获得缺失突变体DM2304。植株试验发现,突变体DM2304对寄主植物的致病力下降约30%,其互补菌株CDM2304的致病力基本恢复至野生型水平,这表明XC_2304与Xcc致病力有关。利用毛细管法检测DM2304对18种物质的趋化性,结果表明突变体对木糖、苯丙氨酸、精氨酸、蔗糖以及核糖的趋化性比野生型弱。运动性分析发现,DM2304在含有0.3%、0.6%琼脂的NYGA板的游动性稍微降低,表明XC_2304与游动性有关。而DM2304的胞外纤维素酶、胞外蛋白酶、胞外淀粉酶、EPS产量、HR与野生型菌株相比均没有明显差异。本研究为十字花科黑腐病菌中其它与趋化性相关基因提供实验思路,对病原菌如何趋利避害的机制的研究具有一定的意义。     

十字花科黑腐病菌群体密度和DSF信号因子负调控Ⅲ型分泌系统

十字花科黑腐病菌(Xanthomonas campestris pv.campestris,Xcc)是能在全世界引起十字花科植物黑腐病的革兰氏阴性细菌。群体感应(quorum sensing,QS)是细菌通过感应菌群生长密度调控自身生理活动和致病因子的作用。Xcc QS信号分子为DSF(diffusible signal factor)因子,感受系统由rpf(regulation of pathogenicity factors)基因簇编码。Ⅲ型分泌系统(T3SS)是Xcc与寄主植物相互作用并致病的关键系统,Xcc的Ⅲ型分泌系统是由hrp(hypersensitive response and pathogenicity)基因簇所编码的。研究rpf/DSF系统对Ⅲ型分泌系统的调控作用,对于揭示该病原菌致病分子机制,以及植物病害防治具有重要的意义。针对Xcc 8004菌株,利用连有hrp B基因启动子区的p LGUS报告质导入Xcc 8004中,在XCM诱导培养基中添加DSF因子后通过测定GUS酶活对比DSF对hrp基因的调控作用。结果发现,随着菌体浓度的增长,hrp B基因的表达呈下降趋势;额外加入DSF因子后hrp B基因的表达量呈现下降趋势。十字花科黑腐病菌中菌体密度和信号扩散因子对Ⅲ型分泌系统有负调控作用。     

魔芋软腐病菌分子鉴定与遗传多样性

通过对分离的魔芋软腐病菌株和其它参试菌株的致病性测定、选择性培养基培养性状观察和16S-23S rDNA转录间隔区PCR(ITS-PCR)分析,将测试的33株软腐病菌株主要分为3个组群。第1组群为胡萝卜软腐欧文氏杆菌胡萝卜软腐亚种(Erwinia carotovorasubsp.carotovora,E.c.c.);第2组群为菊欧文氏杆菌(Erwinia chrysanthemi,E.ch.);还有一组未能确定的菌株。利用细菌基因组重复序列通用引物BOX和J3进行Rep-PCR特异性扩增,引起软腐病的菌株E.c.c.和E.ch.(ITS-PCR鉴定)种内的Rep-PCR指纹存在明显的遗传分化,经聚类分析,在0.1水平上把E.c.c.13株区分为5个类群。     

十字花科黑腐病菌中9个纤维素酶基因的研究

十字花科黑腐病菌(Xanthomonas campestris pv.campestris,Xcc)能够侵染几乎所有的十字花科植物引起黑腐病,而纤维素酶作为重要致病因子之一,在病原菌早期侵染中发挥重要作用。通过全基因组检索发现,已测序菌株Xcc 8004中有9个基因(XC_0026,XC_0027,XC_0028,XC_0625,XC_0639,XC_0783,XC_0784,XC_1727和XC_2483)注释为纤维素酶基因。本研究构建了9个纤维素酶基因的单基因缺失突变体和多基因缺失突变体。定性检测突变体纤维素酶活,发现D0639的CMC纤维素酶活力显著降低,其他8个单缺失突变体的CMC纤维素酶活力变化不明显,当9个基因同时缺失即D9,CMC纤维素酶活性完全丧失。在D9的背景进行单基因反式互补,通过定量和定性检测纤维素酶活力,XC_0639能基本上恢复野生型水平,XC_0026、XC_0783和XC_1727只能补回10%的酶活力,而其余几个基因完全不能补回酶活力。本研究首次发现了XC_0639是十字花科黑腐病菌的纤维素酶的主效基因。     

华南瓜类疫霉的RAPD遗传多样性分析

为了解来自广东和广西的瓜类疫霉的遗传多样性,利用从180条RAPD引物中所筛选出的多态扩增性强、重复性好的12条引物,对分离自两省区的96株瓜类疫霉进行了全基因组DNA遗传多样性分析和指纹图谱构建。通过对供试菌株的RAPD-PCR扩增,共获得135条DNA标记谱带,其中124条为多态性谱带,多态检测率为91.9%。利用NTSYSpc Version2.1软件对供试菌株间的遗传距离进行聚类分析并构建系统树,以遗传相似系数0.81为阈值,将96个供试菌株划分为12个RAPD群,多数分离物之间遗传相似性较低,在DNA水平上存在显著的遗传变异,具有较丰富的遗传多样性。不同地区间菌株的遗传分化程度不同,分离自黄瓜的菌株遗传分化明显高于分离自冬瓜的菌株。RAPD群与菌株地理来源、分离寄主、致病力、交配型及甲霜灵抗性均无明显的相关性。     

大肠杆菌转录后调控蛋白CsrA的C末端具有抑制十字花科黑腐病菌胞外蛋白酶活性的功能

CsrA(在有些细菌例如十字花科黒腐病菌中也称为RsmA,统称CsrA/RsmA)是一类在细菌中广泛分布而且氨基酸序列非常保守的RNA结合蛋白。研究表明,CsrA/RsmA作为转录后全局调控因子参与了包括细胞碳代谢、次生代谢、运动性、生物被膜形成以及动植物病原菌的致病过程等许多细胞过程的调控。CsrA/RsmA在不同的细菌中的生物学功能各有异同。在大肠杆菌中,CsrA的主要功能是控制细胞的碳代谢、运动性和生物被膜形成;而在十字花科黑腐病菌(Xanthomonas campestris pathovar campestris,Xcc)中,CsrA的同源蛋白RsmA的主要功能除了控制碳代谢、运动性和生物被膜形成外,还控制致病性和胞外酶的产生。大肠杆菌的CsrA(CsrAE.coli)是否具有XccRsmA(RsmAXcc)的功能?为了回答这个问题,我们用大肠杆菌的csrA基因(csrAE.coli)互补Xcc的rsmA基因(rsmAXcc)的缺失突变体DM2506。结果显示,csrAE.coli能够互补DM2506的所有表型,说明CsrAE.coli具有RsmAXcc的全部功能。更重要的是,我们发现,无论是rsmAXcc突变体还是野生型菌株,导入表达CsrAE.coli的质粒后均导致其致胞外蛋白酶活性的严重下降,证明CsrAE.coli具有抑制Xcc胞外蛋白酶活性的作用。进一步的实验证实,CsrAE.coli的C末端第53～61位氨基酸残基具有抑制Xcc胞外蛋白酶活性的功能。     

四种黄单胞菌的基因芯片检测方法的建立

结合双重PCR和基因芯片技术同时检测和鉴定我国检疫性细菌,包括水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)、水稻细菌性条斑病菌(X.oryzae pv.oryzicola,Xooc)、柑桔溃疡病菌(X.axonopodis pv.citri,Xac)以及严重危害十字花科作物的甘蓝黑腐病菌(Xanthomonas campestris pv.campestris,Xcc)。以铁载体受体(Putative siderophore receptor)基因序列和RNA多聚酶西格玛因子(RNA polymerase sigma factor,rpoD)基因序列为靶标,设计引物和特异性探针能够同时检测这4种重要的病原菌。对17个细菌菌株进行芯片检测,仅4种靶标菌得到阳性结果,证明此方法具有很高的特异性。4种致病菌基因组DNA的检测灵敏度约为3 pg。检测结果表明,建立的基因芯片检测方法特异性强,能实现上述4种黄单胞菌的准确检测和鉴定,具有良好的应用前景。     

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.     

武汉梅花炭疽病病菌的多样性研究

炭疽病是梅花（Prunus mume）栽培中的重要病害,对梅花的栽培构成严重威胁。本研究从武汉发病的梅花叶片样品上分离、获得了170个炭疽病菌菌株,它们在形态特征、致病性、分子遗传水平等方面都表现出较大的差异。按菌落形态、色素分泌、拟菌核产生、分生孢子及孢子梗形态和大小等形态特征将梅树炭疽病菌分为7种类型,其中Ⅵ型和Ⅶ型菌株在PDA培养基上可以连续产生大量的有性后代。7种类型的菌株只能侵染梅花、樱树、梨树、苹果、桃树、杏树等蔷薇科园艺植物,并且存在着明显的致病力分化,但不侵染吉祥草、柑桔、大叶黄杨、豇豆、紫荆、高粱等供试的其它科植物。依据致病力可将梅树炭疽病菌分为强、中、弱3类。ITS序列表明它们均属于胶孢炭疽（Colletotrichum gloeosporioides）。对其中7种类型36个梅树炭疽病菌菌株的进行了RAPD聚类分析,在55%相似水平上,供试菌株可以分为3组,所聚类群与形态学类型和致病力分化所形成的强、中、弱3类没有明显的相关性。表明梅花炭疽病菌菌株间存在丰富的遗传多样性。     

十字花科黑腐病菌一个新的III型效应物XC3176的鉴定

摘要:【目的】在十字花科黑腐病菌(Xanthomonas campestris pv． campestris,Xcc)的致病因子中,III型分泌系统(Type III Secretion System,T3SS)是至关重要的致病系统,III型效应物通过III 型分泌系统直接转运到寄主植物细胞内。本研究通过效应物水平转移的特征获得候选基因,旨在鉴定一个新的依赖于III型分泌的效 应物。【方法】以缺失了N-端58个氨基酸的AvrBs1作为报告系统构建效应物鉴定报告质粒pLJB3176,导入ΔavrBs1和ΔhrcV,通过检测报告菌株在辣椒ECW-10R上的过敏反应来鉴定XC3176是否为III型效应物。构建XC3176融合GUS报告质粒pLGUS3176,导入野生菌株Xcc 8004、ΔhrpG和ΔhrpX,通过测定菌株GUS活性检测hrpG、hrpX对XC3176 的调控作用。构建XC3176缺失突变体和互补菌株,通过剪叶法接种检测XC3176对Xcc 8004致病性的影响。【结果】XC3176融合AvrBs1报告菌株在非寄主辣椒ECW-10R上能 引发过敏反应,GUS活性检测显示ΔhrpG/pLGUS3176、ΔhrpX/pLGUS3176比8004/pLGUS3176的GUS酶活显著降低,致病性检测显示突变体Δ3176与野生型Xcc 8004相比在寄主满身红萝卜上的病斑长度有显著减少,互补菌株C3176 的病斑长度能补回到野生型水平。【结论】XC3176是依赖于hrcV分泌的III型效应物,hrpG、hrpX正调控XC3176,XC3176与Xcc致病相关。     

烟草根黑腐病拮抗内生细菌的筛选及其抑菌作用

【目的】从烟草根、茎中分离获得对烟草根黑腐病菌(Thielaviopsis basicola)有较好控病作用的内生细菌。【方法】采用平板对峙培养,测定分离获得的306个内生细菌对烟草根黑腐病菌的抑制作用;通过菌株形态特征、生理生化特性及16S rDNA序列对菌株进行分类鉴定。【结果】筛选获得6个菌株对烟草根黑腐病菌有较强拮抗作用,室内测定其对病原菌的抑菌带宽达6.5 mm-11.0 mm,温室控病效果达11.9%-77.1%,其中来自茎部的内生细菌T295菌株对烟草根黑腐病的防效达77.1%;无菌滤液实验表明,拮抗内生细菌T295无菌滤液在实验浓度范围内对病菌菌丝生长、孢子萌发有较好地抑制作用。【结论】菌株T295对烟草根黑腐病具有较好的防治作用,经鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)。     

十字花科黑腐病菌dsbA基因控制的亚细胞蛋白质组分析

本研究以十字花科黑腐病菌(Xarcthomorcas campestris pv.campestris,Xcc)8004菌株为研究对象,采用双向电泳—质谱技术分析比较了dsbA1A2突变体和野生型菌株的分泌蛋白、周质蛋白表达谱。与野生型菌株相比,选取的31个差异蛋白中,14个蛋白点显著上调,17个蛋白点显著下调。对这些蛋白质点进行质谱鉴定和分析,结果显示,dsbA1A2基因的缺失导致了周质蛋白中与β桶结构膜蛋白形成有关的伴侣蛋白SurA的含量降低,几种未知功能的分泌蛋白的分泌量减少以及外膜蛋白OmpW、OmpW1在周质空间的积累。推测这些蛋白质对Xcc 8004的致病性至关重要,为进一步研究Xcc 8004中DSB系统的作用机理提供了依据。     

中国、日本和菲律宾水稻白叶枯病菌遗传多样性比较分析

用IS-PCR和Rep-PCR对19个来自中国、日本和菲律宾的水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae)群体进行遗传多样性分析。4个专化引物中的IS1113和ERIC能较好的区分三国水稻白叶枯病菌。UPGMA聚类结果表明, 三国菌株主要呈现第2簇和第3簇遗传型;中国和菲律宾菌株在第2簇和第3簇遗传型基础上有各自的特异性分化。病原菌的遗传分簇与致病群之间没有相关性。     

中国、日本和菲律宾水稻白叶枯病菌遗传多样性比较分析

用IS-PCR和Rep-PCR对19个来自中国、日本和菲律宾的水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae)群体进行遗传多样性分析.4个专化引物中的IS1113和ERIC能较好的区分三国水稻白叶枯病菌.UPGMA聚类结果表明,三国菌株主要呈现第2簇和第3簇遗传型;中国和菲律宾菌株在第2簇和笫3簇遗传型基础上有各自的特异性分化.病原菌的遗传分簇与致病群之间没有相关性.     

萝卜不同抗源对黑腐病抗性的遗传分析

不同抗病基因的挖掘是作物持久抗性遗传改良的基础。本研究利用2份抗黑腐病(Xanthamonas campestris pv.campestris)萝卜(Raphanus sativus L.)材料(KB10Q-22、KB10Q-24)和1份感病材料(KB10Q-33)构建了2个F2群体,采用苗期剪叶+喷雾法接种黑腐病菌Xcc8004进行抗病性鉴定。应用P1、P2、F1、F24个世代的数量性状主基因+多基因混合遗传分析方法,研究了萝卜2个不同抗源抗黑腐病的遗传规律,结果表明2份材料的遗传规律不同。以KB10Q-22为母本的F1植株表现为抗病,其遗传模型为E_0模型,即2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因模型;而以KB10Q-24为母本的F1植株表现为感病,其遗传模型为D_0模型,即1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因模型。两群体主基因遗传率分别为87.73%和55.64%,抗性遗传以主基因为主。     

细菌基因组重复序列PCR技术及其应用

细菌中散在分布的DNA重复序列近年来不断被报道,基因外重复回文序列和肠细菌基因间共有重复序列是两个典型的原核细胞基因组散在重复序列。重复序列在染色体上的分布和拷贝数具种间特异性,用它们的互补序列作为引物,以细菌基因组DNA为模板进行PCR扩增反应,反应产物的琼脂糖电泳可以提供非常清晰的DNA指纹图谱,使用此图谱既可对各种微生物进行快速分型及鉴定,又可对它们进行DNA水平上的遗传多样性分析。细菌基因组重复序列PCR技术具有简捷、快速、结果稳定等特点,可对细菌进行分子标记,用于菌株分型、分类鉴定和亲缘关系等方面的研究。     

小麦全蚀病菌致病力测定及品种抗病性研究

近年来,小麦全蚀病在我国黄淮麦区的发生呈上升趋势,为了解该病菌的致病力及目前推广品种的抗病性,本研究比较了全蚀病菌致病力的3种接种测定方法和2种病情分级标准,结果表明以蛭石为培养基质、麦种下2cm接种菌丝块和0～6级的分级标准,可比较有效和准确地测定小麦全蚀病菌的致病力。对2010年分离自黄淮麦区河南、江苏、安徽、山东4省10地的52株小麦全蚀病菌进行了致病力测定,结果表明供试菌株的致病力存在明显差异。选取致病性较强的菌株G1037,对69个常用小麦品种进行了苗期抗全蚀病鉴定,结果表明供试小麦品种对全蚀病的抗性水平普遍较低,没有发现免疫和高抗的品种,泛麦5号和太空6号具有较强的抗(耐)性。