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HrpX/HrpY对水稻基腐病菌致病性的影响

陈雪凤  魏楚丹  刘琼光  
【摘要】:双组分系统(two-component system,简称TCS)是细菌中普遍存在和非常保守的一种重要调节机制,调控许多重要生物功能,研究植物病原细菌的双组分信号转导系统对于进一步弄清其致病性调控机理、寻找药物防治靶标具有重要的意义。水稻细菌性基腐病是由玉米狄克氏菌Dickeya zeae(简称D.zeae,异名:Erwinia chrysanthemipv.zeae)引起的一种水稻重要病害。HrpX/HrpY是D.zeae中一个双组分系统,它也存在于Erwiniaamylovora、Dickeya dadantii和Pantoea stewartii等其他一些植物病原细菌中,编码Ⅲ型分泌系统(T3SS)基因簇。HrpX/HrpY在Dickeya dadantii及有些病原细菌中的致病性是重要的,然而在D.zeae中的致病作用目前不清楚。本研究探讨了HrpX/HrpY双组分系统对水稻基腐病细菌的致病性是否是必需的。通过构建缺失目的基因的自杀重组质粒pKNG101-ΔHrpX和pKNG101-ΔHrpY,利用三亲杂交方法将质粒导入D.zeae野生菌中,同源重组双交换筛选得到HrpX基因缺失突变体(△HrpX)和HrpY基因缺失突变体(ΔHrpY),进一步比较野生菌和突变体的致病功能及有关表型特征。结果表明,突变体ΔHrpX、ΔHrpY和野生菌的运动性没有差异,但生物膜的形成具有明显差异。在毒素、蛋白酶、胞外纤维素酶、聚半乳糖醛缩酶和果胶酸裂解酶测定中,ΔHrpX和ΔHrpY比野生菌产生量降低,但不明显。在马铃薯软腐和对水稻的致病力方面,ΔHrpX、ΔHrpY和野生菌无显著差异,且在非寄主烟草上也能激发HR反应,但ΔHrpX和ΔHrpY对水稻种子的萌发作用与野生菌存在明显差异。由此认为,在不同的植物病原细菌中,HrpX/HrpY所起的作用和调控的功能不同。

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