hpa1和hpaB基因决定水稻条斑病菌在水稻上的致病性,但不影响在烟草上的过敏反应

摘要

革兰氏阴性植物病原细菌利用hrp基因编码的Ⅲ型分泌系统(typeⅢ secretion system,TTSS)把效应蛋白(effectors)直接注射到寄主细胞中,从而导致在寄主植物上的致病性(pathogenicity)和非寄主植物上的过敏反应(hypersensitive response,HR).HR是一种快速的局部细胞程序化死亡的形式,用来阻止和限制病原菌在植物中进一步的扩展.由于HR是植物的一种免疫抗病反应,因此寻找激发HR的激发子更具有科学和实践意义.例如,从梨火疫病菌(Erwinia amylovora)获得的HrpN、从丁香假单胞菌番茄致病变种中获得的HrpZ和从水稻黄单胞菌中获得的Hpa1,都具有激发非寄主烟草产生HR反应的特性,统称为harpin蛋白.本研究通过基因敲除方式分别获得了hpal和hpaB的单突变体以及双突变体。致病性测定结果显示，hpal突变体在水稻上的毒性减弱，在烟草上仍能激发HR;hpaB单突变体以及hpal和hpaB双突变体在烟草上仍能激发HR，但在水稻上无致病性。这暗示，水稻条斑病菌除Hpal外，还存在另外的harpin蛋白，且为不依赖于HpaB进行分泌。免疫杂交结果显示，hpaB突变后，效应分子XopQ不能通过T3SS进行分泌。这提示，HpaB控制了T3SS效应分子的分泌，从而决定病菌在水稻上的致病性。这些结果为进一步发掘水稻黄单胞菌中另一harpin蛋白以及分析依赖和不依赖于hpaB的T3SS效应分子与水稻的互作关系，提供了科学线索。