全基因組研究十字花科黑腐病菌雙組份感受蛋白基因的功能.pdf

1、十字花科黑腐病菌，學(xué)名野油菜黃單胞菌野油菜致病變種(Xanthomonascampestrispv.campestris,Xcc)，是一種革蘭氏陰性菌，它是引起十字花科植物黑腐病的病原，也是研究植物與微生物互作的模式菌株之一。Xcc通過(guò)水孔或傷口感染植物，在導(dǎo)管中定殖，沿葉脈從葉緣形成V型的壞死病斑，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了嚴(yán)重的損失。Xcc8004編碼了106個(gè)雙組份調(diào)控系統(tǒng)基因，其中包括感受蛋白基因58個(gè)和反應(yīng)調(diào)節(jié)蛋白基因48個(gè)，屬于雜合蛋

2、白基因的有14個(gè)，這些基因負(fù)責(zé)感受外界的信號(hào)并作出反應(yīng)。為了研究這些雙組份信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)基因的生物學(xué)功能，我們對(duì)58個(gè)感受蛋白基因進(jìn)行了突變研究。根據(jù)本實(shí)驗(yàn)室Xcc8004突變體庫(kù)信息，通過(guò)分子驗(yàn)證得到51個(gè)感受蛋白基因的突變體，包括Tn5gusA5插入突變體和整合突變體。我們通過(guò)pK18mob同源單交換的方式或同源雙交換的方式構(gòu)建了其余7個(gè)感受蛋白基因的突變體。其中XC_0635、XC0728、XC_0730、XC0818、XC1414

3、和XC2579基因?yàn)檎贤蛔凅w，XC_1382基因?yàn)榛趐K18mobsacB的缺失突變體。我們對(duì)所有突變體進(jìn)行了胞外酶活性和游動(dòng)性的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)22個(gè)基因與蛋白酶產(chǎn)量有關(guān)；22個(gè)基因與淀粉酶產(chǎn)量有關(guān)；9個(gè)基因與纖維素酶產(chǎn)量有關(guān)；14個(gè)基因與游動(dòng)性有關(guān)。通過(guò)對(duì)感受蛋白基因突變體在寄主滿身紅蘿卜上的致病力檢測(cè)，我們發(fā)現(xiàn)：致病力下降50％的基因有9個(gè)；通過(guò)對(duì)感受蛋白基因突變體在非寄主辣椒上的過(guò)敏反應(yīng)(HR)檢測(cè)，我們發(fā)現(xiàn)了15個(gè)基因的突變引起

4、了HR的延遲；4個(gè)基因的突變體沒(méi)有明顯HR反應(yīng)。為了研究這些基因與環(huán)境信號(hào)及環(huán)境脅迫的關(guān)系，我們通過(guò)突變體點(diǎn)板的方法，對(duì)重金屬離子、有機(jī)溶劑、滲透壓和蛋白質(zhì)變性劑脅迫進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)了34個(gè)基因與重金屬抗性有關(guān)；23個(gè)基因與滲透壓抗性有關(guān)；11個(gè)基因與有機(jī)溶劑抗性有關(guān)；14個(gè)基因與蛋白質(zhì)變性劑有。RT-PCR結(jié)果顯示，33個(gè)基因在各種脅迫下表達(dá)量降低，3個(gè)基因在某些脅追下表達(dá)量升高，7個(gè)基因表達(dá)量不變。為了進(jìn)一步確認(rèn)感受蛋白基因的功能，我