水稻白叶枯病菌噻枯唑抗药突变体生物学性质研究

引起水稻白叶枯病的Xanthomonas oryzae在用药剂处理过的水稻上鉴别为抗噻枯唑的突变体。致病力和胞外酶活性测定结果表明，抗药性突 变体与野生敏感菌株没有明显差异，但抗药性突变体对离体稻叶的伤害作用及引起水稻体内脂质过氧化程度强于敏感菌株；胞外产物可以降低水稻白叶枯病菌对噻枯唑的敏感性，病菌产生抗药性与胞外产物关系密切；抗药突变体在无药平板上转移10代后，抗药水平明显下降，但致病力变化在不同的突变体间表现出较大差异，有的保持较强的致病力，有的则完全失去致病力。     

水稻白叶枯病菌hisF基因的克隆及功能初析

根据黄单胞菌hisF基因的同源性设计简并引物,采用PCR方法从水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)中克隆了hisF同源基因,命名为hisFXoo.NCBI网站蛋白质保守结构域搜索表明,HisFXoo属于组氨酸生物合成蛋白家族的一员,具有与其他HisF蛋白相似的结构.序列比较显示,该基因在黄单胞菌中是相对保守的.同源性搜索比较显示,与水稻条斑病菌(Xoryzae pv.oryzicola,Xooc)的hisF(登录号:DQ372107)同源性高达98%.通过同源重组的方法,构建了hisFXoo的插入突变体,在NA+Amp平板上筛选后,并且经过PCR及Southern杂交验证插入正确.在MMX基本培养基中生长测定发现,hisF突变体生长能力明显下降,证明hisF基因与Xoo生长代谢相关.但是,该突变体仍具有致病性,并且毒力与野生型菌株没有明显差异.     

拌种灵氨基酸衍生物的合成及其生物活性

拌种灵四氢呋喃与乙醛酸乙酯或丙酮酸乙酯衍生合成出2个希夫碱化合物(Ⅰa和Ⅰb),经硼氢化钠还原合成2个拌种灵的氨基酸衍生物(Ⅱa和Ⅱb),并经熔点测定、NMR和MS表征。以拌种灵为对照药剂,测定了4个目标化合物对水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani)和水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae)的室内抑菌活性。结果表明4个目标化合物对水稻纹枯病菌和水稻白叶枯病菌均有抑菌活性。     

水稻白叶枯病菌gacA基因的克隆、测序及敲除研究

根据黄单胞菌gacA基因的同源性设计简并引物，采用PCR方法从水稻白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pvoryzae，Xoo）中克隆了gacA同源基因，命名为gacAxoo。序列比较显示，该基因在黄单胞菌中是相对保守的。蛋白质保守结构域搜索表明，GacAxoo属于LuxR家庭的一员，具有与其他GacA蛋白相似的结构。通过同源重组的方法，构建了gacAxoo的插入突变体，为下一步研究gacAxoo的功能奠定了良好的基础。     

水稻条斑病菌和白叶枯病菌致病相关基因的敲除

wxocA、wxocB、wxocD、wxocE和wzt是水稻条斑病菌（Xanthomonas oryzae pv．oryzicola，Xooc）的脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）合成基因，avrXa3是水稻白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv．oryzae，Xoo）的一个无毒基因。利用pBCSK（-）和pKNG101两个质粒的复制起点不被水稻黄单胞菌识别的特点，把wxocA、wxoeD、wxocE和wzt的中心区域克隆在pBCSK（-）上，获得突变转化单元pBCSK：：ΔwxocA、pBCSK：：hwxocD、pBCSK：：AwxocE和pBCSK：：Δwzt。把wxocB和avrXa3基因的旁侧序列和一个氯霉素抗性基因cm构建在pKNG101上，获得突变转化单元pKNG101：：ΔwxocB和pKNG101：：Δavr。以电转化方式把这些LPS合成基因突变转化单元DNA转入Xooc菌株RS105，把无毒基因突变转化单元转入Xoo菌株PXO99，通过同源重组分别获得了RS105中5个如相应基因突变体MwxocA、MwxocB、MwxocD、MwxocE、Mwzt和一个无毒基因的突变体PX099Δavr。SDS-PAGE分析发现，lps突变体的O抗原或核心寡糖的合成被破坏。致病性分析结果显示，基因wxocB、woxocE和wzt与致病性有关，前两基因的突变导致细菌完全失去毒性，而后一基因的突变导致细菌部分丧失毒性。与PX099相比无毒基因突变体PX099Δavr改变了原有的毒性表型，在IRBB50（Xa4／xa5）和Asominori（Xa17）上由较感转变为较抗表型。因此，本试验证明，以pBCSK（-）和pKNG101为载体敲除水稻条斑病菌和白叶枯病菌致病相关基因是可行的。     

从稻谷上分离、筛选用于拮抗水稻白叶枯病的泛菌

从福州、闽侯、建瓯等地采集的稻谷样品中分离得到63个分离物，经生理生化测定结果表明，其中有18个为泛菌属（Pantoea）菌株，通过泛菌属种间鉴别测试，将18个泛菌菌株鉴定到种，做所有泛菌菌株对水稻白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv.oryzae）的拮抗筛选，得到拮抗效果好的菌株DAT4（分散泛菌Pantoea dispersa）和FDQ4（成团泛菌Pantoea agglomerans）。     

MutL调控水稻黄单胞菌的致病力

为了了解水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae,Xoo)中 的MutL/MutS系统是否参与DNA修复以及是否调控病原菌的致病力,构建了mutL突变体,比较了野生型与mutL突变体的突变率差异,野生型、mutL突变体及其互补菌株侵染水稻的能力。结果显示,mutL突变导致Xoo在H₂O₂胁迫下的突变率显著升高,mutL突变导致Xoo致病力下降,表明DNA错配修复蛋白MutL参与Xoo的DNA修复并正调控Xoo致病力。     

水稻C端结合蛋白家族基因OsCtBP-A的克隆及表达分析

利用5′-RACE方法克隆了在水稻与白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae,简称Xoo)互作过程中下调表达的水稻C端结合蛋白家族基因OsCtBP-A的全长序列。通过生物信息学方法分析了该基因及编码蛋白质的结构特征,OsCtBP-A由424氨基酸组成,N端具有2-Hacid_dh_C保守结构域,C端具有植物CtBPs家族特有的NLS和PEST基序,氨基酸序列与拟南芥和牵牛花CtBPs同源物的同源性为63%;基因启动子区推测具有ABA和SA应答调控元件。OsCtBP-A基因对不同信号分子应答的RTQ-PCR分析表明,水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯(MeJA)、乙烯(ETH)和脱落酸(ABA)处理水稻后均能诱导该基因的转录表达,但诱导能力有所差异,其中ABA诱导活性最强。     

水稻白叶枯病菌Ⅲ型效应物基因hpaF与毒力相关

【目的】稻黄单胞杆菌水稻致病变种Xanthomonas oryzae pv.oryzae(Xoo)PXO99A菌株中PXO_03420基因被注释为编码具有多个LRR的Ⅲ型效应物基因hpaF,本研究旨在明确hpaF基因的功能,为完善XooⅢ型效应物的研究提供一定的理论基础.【方法】通过同源双交换构建hpaF基因的缺失突变体,并通过表型分析、致病性试验和遗传互补对该基因的功能进行研究.【结果和结论】本研究发现,hpaF基因突变后对水稻日本晴品种的致病力降低了51.81%,减弱了细菌在非寄主植物蓖麻上的过敏反应.而带有hpaF全基因片段的pLAFR3能够恢复hpaF突变体的致病表型,结果表明hpaF基因与水稻白叶枯病菌的致病性相关.     

湖北省水稻白叶枯病菌致病型分化检测与分析

为了掌握湖北省水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae)的致病型分化和变异动态,采集湖北省水稻种植区白叶枯病样品分离白叶枯病菌,用含不同白叶枯病抗性基因的近等单基因系IRBB2、IRBB3、IRBB5、IRBB13、IRBB14和IR24作为鉴别寄主,采用剪叶接种,根据寄主和分离菌株的互作反应检测病菌的致病型分化。鉴定结果表明,在湖北省水稻白叶枯病的致病型R9(SSSSSS)占鉴定菌株的46.2%,还有Unknown类型的菌株占38.5%。与前人研究结果相比,湖北白叶枯病菌致病型发生了很大的变异,主要致病型由R4变成了R9,且出现了以前没有的R8(SSRSSS)类型和Unknown类型。同时,鉴定了Xa7和Xa23介导的湖北省白叶枯病菌的抗性,Xa7有2个分离菌株可以克服其抗性,而Xa23能抗所有分离菌株,因此在湖北省可以利用这2个基因进行水稻抗白叶枯病育种。     

水稻白叶枯病菌hrp调节基因hrpXoo的克隆与序列分析

 用化学方法诱变水稻白叶枯病菌PXO99A 菌株 ,获得 6株hrp-突变体 ,此突变体除丧失在非寄主烟草上激发过敏反应和在感病寄主水稻上的致病能力外 ,有些缺乏激发烟草产生HR的信号物质 ,有些在胞内存在此信号物质 ,而不能泌至胞外。来自Xanthomonasoryzaepv .oryzaeJXOIII粘粒基因文库的hrp基因克隆pUHRX2 4 5 ,所携hrp基因片段大小为 36 .8kb。系列亚克隆 36 .8kbhrp基因片段及各亚克隆对hrp-突变体功能互补作用的结果显示 ,3.3kbSacI片段为最小酶切功能片段。序列测定和分析结果表明 ,3.3kbhrp片段含hrpX oo基因和含与热激蛋白 90家族有关的 2个开放阅读框hspORF1和hspORF2。HspORF1在蛋白质数据库中未发现序列蛋白。HspORF2与Hsp90 Xo的同源性达 99%。hrpXoo与黄单胞菌中已报道的hrpX基因有很高的同源性(90 %以上 )。在黄单胞菌中高度保守的编码α 螺旋 转 α 螺旋结构的 6 0 bp核苷酸序列 ,在交叉功能互补时是必需的。不含此结构的hrpXoo (1.1kb)片段 ,可使JXOIII的hrp-突变体在水稻上具致病性和在非寄主烟草上激发产生HR ,但不能使来自PXO99A 和RS10 5的hrp-突变体恢复在烟草上激发产生HR的功能。黄单胞菌中已知HrpX的同列比较显示 ,X .oryzae和X .campestris种间在 88、196和 2 4 7位点的氨基酸上有     

水稻白叶枯病原菌遗传和致病型多样性分析

采用Rep-PCR分子指纹技术对国内已知致病型和云南省各水稻产区采集的56个白叶枯病代表菌株进行分析．用ERIC、J3等引物对其DNA进行Rep-PCR特异性扩增,扩增结果经综合聚类分析,在70％的相似水平上,可将测试菌株划分为10个组群,其中4、5、8、9、10为主要组群;来自云南省的菌株分属于6个组群中,遗传分群与菌株的地理来源关系密切．根据菌株在已知抗性基因的近等基因系的反应,菌株可分为18个致病型,云南省的水稻白叶枯病菌株致病型复杂多样,远远高于国内其他省份测试的致病型．     

水稻白叶枯病菌fkbM基因对其运动性的影响

[目的]研究水稻白叶枯病菌fkb M基因对其运动性的影响。[方法]采用同源置换方法对水稻白叶枯病菌野生型菌株PXO99A的fkbM基因进行基因敲除,构建突变菌株ΔfkbM_(Xoo),同时构建互补菌株ΔfkbM_(Xoo)(C)。通过运动性试验,确定fkbM基因对运动性的影响。[结果]与野生型菌株PXO99~A相比,ΔfkbM_(Xoo)突变体运动性明显减弱,而互补菌株ΔfkbM_(Xoo)(C)能基本恢复水稻白叶枯病菌的运动性。[结论]水稻白叶枯病菌fkbM基因突变能减弱水稻白叶枯病菌的运动能力。     

云南水稻白叶枯菌的RAPD分析

选取云南水稻白叶枯病菌优势小种的代表菌株41个,利用从258个RAPD随机引物中筛选出多态性好的24条引物对其DNA进行多态性分析.指纹图谱和聚类分析结果表明,各优势小种间遗传差异较大,菌株间具有明显的遗传多态性,在不同的相似水平下可分为不同的遗传组群.水稻白叶枯病菌优势小种间在分子水平上存在明显差异,且遗传组群与小种间有对应关系,遗传距离为0.2时可以将41个水稻白叶枯代表菌株分为10个遗传相似组,其中第2、8、10组为主要组群,第2组包括14个菌株,主要为7号小种;第8组有9个菌株,全部为8号小种.     

水稻白叶枯病菌糖基化岛GI基因的分子鉴定

为了阐述水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)糖基化岛(Glycosylation Island,GI)基因的结构特征以及可能的生物学功能,研究通过基因克隆和序列分析,对GI基因结构特征进行了鉴定;通过与铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa,Pa)a型短GI基因的比较,对XooGI基因进行了功能推测分析。用特异性引物进行PCR扩增,从野生型菌株PXO99A基因组中克隆了10个GI基因序列。该GI插在鞭毛基因簇中,上游为转录调控因子基因fleQxoo,下游为鞭毛基体蛋白基因fliExoo。GI基因均为单拷贝,转录方向相同。GI基因核苷酸序列在Xoo和Paa型短岛中同源性达41.98%~78.58%,其中糖基转移酶基因rbfC具有保守结构域(Glycos_transf_2),在病原黄单胞中同源性较高。在GI基因启动子中存在σ54保守结合序列GG-(N10)-GC和转录调控因子FleQxoo结合序列CC-(N4)-C-(N4)-T。因此,XooGI可能具有进化上的结构和功能保守性;其基因转录可能受到σ54和FleQxoo的直接调控。     

水稻白叶枯病菌基因组简单重复序列分析

［目的］分析水稻白叶枯病菌基因组中的串联简单重复序列（simple sequence repeats,SSRs）,为其在白叶枯病菌基因组分析和遗传多样性研究提供标记信息。［方法］利用开放的基因组数据库资源,对已完成测序的3个白叶枯病菌菌株KACC10331、MAFF311018和PXO99^A进行系统的比较分析,包括基因组中SSR的结构类型、分布、丰度等;并以实例解读了在应用中可能遇到的问题。［结果］在这3个白叶枯病菌菌株的基因组中,由1～6个核苷酸为基序的SSR序列分别有940、926和1 035个;平均每隔5.26、5.34和5.06 kb的距离就有1个大于15 bp的SSR序列。在1～6个核苷酸为基序的SSR序列中,数量最多的是6碱基重复,其次分别是3、5、4、2碱基重复序列,而单碱基重复数目极少。在这3个菌株的基因组中,种类丰富、变异性高的是4、5、6个核苷酸的重复基序,但等位序列上3种菌株间的基序可能不同。［结论］3种白叶枯病菌菌株的SSR在结构类型和分布规律上均具有一定的相似性。     

水稻白叶枯病菌解毒蛋白的纯化及其对热和蛋白酶K的稳定性

采用(NH4 )2SO4分步沉淀法,从水稻白叶枯病菌培养液中分离到对水稻白叶枯病菌毒素有解毒作用的物质,即解毒粗蛋白(Crudedetoxificationprotein,简称CDP)。该解毒粗蛋白可以明显解除水稻白叶枯病菌毒素对水稻苗期生长的抑制作用、减轻毒素注射引起的烟草叶片组织坏死反应。运用滚动式等电聚焦电泳(RPIE)和离子交换层析(FPLC)技术,对解毒粗蛋白进行了分离纯化,SDS PAGE电泳鉴定结果表明,该解毒蛋白相对分子质量为 47 9kD。研究结果还表明该解毒粗蛋白对热和蛋白酶K不稳定。     

水稻白叶枯病菌致病性分子遗传学基础

 水稻-白叶枯病原菌互作符合基因对基因关系，是研究禾本科植物-病原菌互作的理想模式系统。目前已鉴定和克隆出许多白叶枯病菌致病相关基因。其它革兰氏阴性植物病原细菌致病性分子遗传学和基因组学研究，为揭示水稻白叶枯病菌致病性分子机理提供了丰富的背景知识，其中以发掘TTSS效应分子的研究备受关注。本文将对白叶枯病菌致病性分子机理进行综述，以期为研究水稻-白叶枯病菌互作的功能基因组学提供科学线索。