假单胞菌磷脂酰胆碱调控细菌分泌系统的功能

摘要

使用DNA同源重组技术,构建了丁香假单胞菌丁香致病变种野生型和pcs-突变型菌株。(a)分别接种野生型和pcs-突变型至生长4周的大豆叶片。接种后2天观察,发现野生型出现明显褐斑,而不能合成PC的pcs-突变型则不明显。这是首次将细菌PC与植物病原细菌的致病性联系在一起。(b)分别将丁香假单胞菌丁香致病变种野生型和pcs-突变型放入加有1％胆碱的HMM培养基中培养,收集细菌菌体和培养液并制备胞质蛋白和分泌性蛋白,然后使用制备的抗HrpZ多克隆抗体,检测野生型和pcs-突变型的细胞质中HrpZ1蛋白的含量,结果显示HrpZ蛋白在野生型和突变型胞质中含量无明显差别,但野生型分泌性蛋白中有HrpZ蛋白,而pcs-突变型则无。由于HrpZ是Ⅲ型分泌系统分泌的效应蛋白，推测Ⅲ型分泌系统的活性可能与磷脂酞胆碱相关。用另外一个Ⅲ型分泌系统分泌的效应蛋白AvrB作相同的测定，得到与H中Z相同的结果。因此，磷脂酞胆碱缺失导致植物病源菌致病能力丧失，与细菌分泌系统的功能相关。(c)分别用野生型和pcs-突变型的培养物上清液作抑菌实验，发现仅野生型的培养物上清液对红曲霉生长有明显的抑制作用，而pcs-突变型则不明显，提示PC的有无与丁香霉素的分泌有关。这些研究结果表明细菌PC可能影响细胞膜上的分泌系统的功能，进而影响细菌的致病性。(d)分别将hrpZl基因导入无毒的土壤假单胞菌593野生型和pcs-突变型，在含有胆碱的HMM分泌性培养基中培养。Western blotting揭示，仅野生型分泌HrpZ蛋白而pcs-突变型则不能。用大豆和烟草作实验材料，接种细菌或HrpZ蛋白后4天观察，土壤假单胞菌593野生型和pcs-突变型都不侵染大豆和烟草叶，而hrpZl-转化的野生型显示与HrpZ蛋白一样的超敏反应(HR)但hrpZl-转化的pcs-突变型则未显示。这些研究结果佐证了在丁香假单胞菌丁香致病变种研究中获得的结论，即磷脂酞胆碱调控细菌分泌系统的功能。