水稻黃單胞菌hpa1、hpaB和hrpF基因功能分析.pdf

1、水稻白葉枯病菌（Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo）和水稻條斑病菌（Xanthomonas oryzae pv.oryzicola，Xoc）分別引起水稻白葉枯?。╞acterial blight，BB）和水稻細菌性條斑?。╞acterial leaf streak，BLS），在生產(chǎn)上造成水稻產(chǎn)量嚴(yán)重損失。這兩種病原菌是研究植物與病原菌互作的模式病原菌。在Xoo和Xoo侵染水稻的過程中，Ⅲ型分泌系統(tǒng)(Type

2、 Ⅲ secretion system，T3SS)發(fā)揮重要的作用，T3SS由hrp（hypersensitive response on nonhost plants and pathogenicity on host plants）基因簇編碼，其決定著病原菌在非寄主植物上激發(fā)過敏反應(yīng)和在寄主植物上產(chǎn)生致病性的能力。
　　為了解析T3SS系統(tǒng)，本課題以hpa1、hpaB和hrpF基因為研究對象，利用自殺性載體pKMS1建立一種基于

3、負選擇標(biāo)記基因sacB的兩次同源交換的基因突變技術(shù)，成功獲得了RS105菌株的hpaB、hpa1hpaB、hpaBhrpF、hpa1hpaBhrpF和PXO99A菌株pa1、paB、hrpF、pa1hpaB，hpa1hrpF、hpaBhrpF和pa1hpaBhrpF的敲除突變體。接種水稻發(fā)現(xiàn)PXO99A和RS105的突變體hpa1，hpaB、hpa1hpaB和hpa1hrp突變體喪失致病性，hpa1突變后在成株期水稻上的擴展能力減弱，h

4、rpF突變后在成株期水稻上喪失病斑擴展能力，但在煙草Nicotiana benthamiana仍然能激發(fā)HR。為研究RS105菌株中hpa1和hpaB基因突變后對三型效應(yīng)分子分泌的影響，將xopQmyc構(gòu)建導(dǎo)入到RS105、hpa1、hpaB和hpa1hpaB突變體中，然后在誘導(dǎo)培養(yǎng)基XOM3誘導(dǎo)16h后做xopQ分泌性檢測。在Xom3中hpaB和hpa1hpaB誘導(dǎo)后沒有檢測到XopQ，說明hpaB基因?qū)θ切?yīng)分子的泌是必需的。同時

5、為了解hpa1和hrpF基因在三型效應(yīng)分子轉(zhuǎn)運三型效應(yīng)分子進入水稻的功能，把含有無毒基因avrXa27導(dǎo)入到RS105、hpa1、hrpF和hpa hrp突變體中，然后接種在含有想對應(yīng)抗病基因Xa27的水稻IRBB27上，發(fā)現(xiàn)hpa1和hrpF單突變體能夠激發(fā)IRBB27上特異的褐色HR反應(yīng)，但比RS105的較弱，hpahrp雙突變體表型不明顯，通過酵母雙雜交技術(shù)發(fā)現(xiàn)，Hpa1能夠自身互作形成復(fù)合體，HrpF不能自身互作，Hpa1不能與

6、HrpF互作，與pulldown檢測相符合，說明Hpa1和HrpF錨定在寄主細胞膜上是單獨起作用的。
　　還對還進行PXO99A和RS105的hpaBhrpF和hpa1hpaBhrpF雙突變體和三突變在非寄主煙草上的過敏反應(yīng)、水稻苗期的water soaking以及成株期的致病性和病菌生長能力進行了分析。測定結(jié)果顯示，hpaBhrpF雙突變體并不改變水稻白葉枯病菌和水稻條斑病菌在煙草上激發(fā)過敏反應(yīng)但在水稻上喪失了產(chǎn)生water s