水稻黄单胞菌水稻致病变种与致病相关的新基因的功能鉴定

摘要

为了了解Xoo pdeA、rpfG、cheB、pin、pcaD基因在该菌在水稻致病过程中的作用和功能,我们用同源自杀质粒单位点整合突变方法分别构建得到了该菌的pdeA<'->突变体(GXN1 256)、rpfG<'->突变体(GXN1 258)、cheB<'->突变体(GXN1 255)、pin<'->突变体(GXN1269)和pcaD<'->突变体(GXN1261).水稻植株剪叶接种试验表明,Xoo pin<'->突变体GXN1269在水稻上引起的病斑长度与野生型13751的没有显著差别,说明Xoo pin基因可能与其在水稻上的致病性无关.平板检测表明Xoo pdeA-突变体GXN1256、rpfG<'->突变体GXN1258的胞外多糖和DSF因子的产量均显著减少,说明Xoo胞外多糖和DSF因子的产生与rpfG和pdeA基因有关.XoopdeA基因产物的功能域分析表明其第317-488个氨基酸为具有环二鸟苷酸磷酸二酯酶A活性的DUF1域和第498-745个氨基酸为具有二鸟苷酸环化酶活性的DUF2域(也称GGDEF基序),这两个酶可能参与调控细胞内信号分子环二鸟苷酸的浓度.Xoo rpfG基因产物的功能域分析表明第192-329个氨基酸为HD域,属于依赖金属的磷酸水解酶家族.关于信号分子环二鸟苷酸与病原菌在植物上的致病的相关性目前还未见报道.水稻植株剪叶接种试验表明cheB<'->突变体GXN1255在水稻上引起的病斑长度与13751的没有显著差异,但是水稻植株喷雾接种试验表明cheB<'->突变体GXN1255在水稻上引起的病情指数是1 3751的48.91％.

目录

文摘

英文文摘

第一章前言

1.1 植物病原菌与植物的相互关系

1.1.1植物病原菌

1.1.2植物病原菌与植物的相互作用

1.2 致病因子

1.2.1胞外多糖及脂多糖

1.2.2胞外酶

1.2.3 hrp基因和Ⅲ型分泌系统

1.3 致病性基因的表达调控

1.3.1双组分调控系统

1.3.2 c-di-GMP

1.3.3 DSF

1.4 植物病原菌的早期侵染事件

1.5 本工作基础和目的

第二章材料和方法

2.1 菌株及质粒

2.2 培养基及培养条件

2.3 抗生素

2.4 常用溶液及缓冲液

2.5 DNA沉淀

2.6 DNA溶液中蛋白质及RNA的去除

2.7 DNA提取

2.8 DNA的酶切、电泳及DNA片段浓度、大小测算

2.9 DNA片段的回收

2.10载体的脱磷酸化处理

2.11DNA连接

2.12质粒DNA的转化

2.13 DNA 杂交

2.14 PCR扩增DNA片段

2.15三亲本结合

2.16水稻植株的致病性试验

2.17胞外多糖的检测

2.18毛细管趋化应答试验

2.19 DSF的检测

第三章结果与分析

3.1 pdeA、rpfG基因的功能鉴定

3.1.1 pdeA-、rpfG-突变体的构建

3.1.2 Xoo pdeA-突变体和rpfG-突变体的致病性显著降低

3.1.3 Xoo pdeA、rpfG基因调控胞外多糖的产生

3.1.4 Xoo pdeA和rpfG基因与该菌的可扩散因子的合成有关

3.2 由cheB调控的趋化性在Xoo早期侵染中起重要的作用

3.2.1 cheB-突变体的构建

3.2.2 cheB基因具有调控Xoo趋向和占据水稻叶片水孔的能力

3.2.3 cheB基因具有调控Xoo趋化应答能力

3.2.4 cheB-突变体GXN1255胞外多糖的合成能力不受影响

3.3 pcaD、pin基因的功能鉴定

3.3.1 pcaD、pin突变体的构建

3.3.2 pcaD-突变体、pin-突变体的植株试验

3.3.3 pcaD-突变体和pin-突变体胞外多糖的合成能力不受影响

第四章讨论

4.1 rpf/DSF调控系统与细胞间的交流

4.2 细菌的趋化应答系统

参考文献

致谢