全基因組研究十字花科黑腐病菌雙組份感受蛋白基因的功能.pdf

1、十字花科黑腐病菌，學名野油菜黃單胞菌野油菜致病變種(Xanthomonascampestrispv.campestris,Xcc)，是一種革蘭氏陰性菌，它是引起十字花科植物黑腐病的病原，也是研究植物與微生物互作的模式菌株之一。Xcc通過水孔或傷口感染植物，在導管中定殖，沿葉脈從葉緣形成V型的壞死病斑，給農業(yè)生產造成了嚴重的損失。Xcc8004編碼了106個雙組份調控系統(tǒng)基因，其中包括感受蛋白基因58個和反應調節(jié)蛋白基因48個，屬于雜合蛋

2、白基因的有14個，這些基因負責感受外界的信號并作出反應。為了研究這些雙組份信號轉導系統(tǒng)基因的生物學功能，我們對58個感受蛋白基因進行了突變研究。根據(jù)本實驗室Xcc8004突變體庫信息，通過分子驗證得到51個感受蛋白基因的突變體，包括Tn5gusA5插入突變體和整合突變體。我們通過pK18mob同源單交換的方式或同源雙交換的方式構建了其余7個感受蛋白基因的突變體。其中XC_0635、XC0728、XC_0730、XC0818、XC1414

3、和XC2579基因為整合突變體，XC_1382基因為基于pK18mobsacB的缺失突變體。我們對所有突變體進行了胞外酶活性和游動性的檢測，發(fā)現(xiàn)22個基因與蛋白酶產量有關；22個基因與淀粉酶產量有關；9個基因與纖維素酶產量有關；14個基因與游動性有關。通過對感受蛋白基因突變體在寄主滿身紅蘿卜上的致病力檢測，我們發(fā)現(xiàn)：致病力下降50％的基因有9個；通過對感受蛋白基因突變體在非寄主辣椒上的過敏反應(HR)檢測，我們發(fā)現(xiàn)了15個基因的突變引起

4、了HR的延遲；4個基因的突變體沒有明顯HR反應。為了研究這些基因與環(huán)境信號及環(huán)境脅迫的關系，我們通過突變體點板的方法，對重金屬離子、有機溶劑、滲透壓和蛋白質變性劑脅迫進行檢測，發(fā)現(xiàn)了34個基因與重金屬抗性有關；23個基因與滲透壓抗性有關；11個基因與有機溶劑抗性有關；14個基因與蛋白質變性劑有。RT-PCR結果顯示，33個基因在各種脅迫下表達量降低，3個基因在某些脅追下表達量升高，7個基因表達量不變。為了進一步確認感受蛋白基因的功能，我