水稻细条斑病菌的化学诱变及hrp基因突变体的功能互补研究

硫酸二乙酯（ＤＥＳ）化学诱变水稻细条斑病菌（Ｘａｎｔｈｏｍｏｎａｓｏｒｙｚａｅｐｖ．ｏｒｙｚｉｃｏｌａ）ＲＳ１０５获得６株ｈｒｐ突变体,其在寄主水妥上失去致病性和在非寄主烟草上失去激发过敏反应（ｈｒｐｅｒｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ,ＨＲ）的能力。将水稻白叶枯病菌（Ｘ．ｏｒｙｚａｅｐｖ．ｏｒｙｚａｅ）日本系统Ⅲ号小种（ＪＯＸⅢ）基因文库和ＲＳ１０５基因文库互补ＲＳ１０５ｈｒｐ突变体Ｍ５５,     

Frankia共生固氮基因的分离与克隆

利用ＤＮＡ－ＤＮＡ杂交方法，分离细枝木麻黄的Ｆｒａｎｋｉａ菌株Ｃｏ０１的ｎｉｆ克隆ｐＣｃ１ＧＸ，赤杨内生菌株Ａｔ４的ｎｉｆ克隆ｐＡｔ１ＧＸ及沙棘的ＦｒａｎｋｉａＨｒ１８的ｎｉｆ克隆ｐＨｒ１８ＧＸ、ｐＨｒ１１－③ＧＸ。用基因功能互补法，从Ｆｒａｎｋｉａ菌株Ａｔ４的基因文库中分离到二个可能可互补豌豆根瘤菌ｎｏｄ基因功能的克隆ｐＡｔ２ＧＸ、ｐＡｔ３ＧＸ，并制作了ｐＡｔ２ＧＸ、ｐＡｔ３ＧＸ的亚克隆，予进一步实验，获得充分的证据证明ｐＡｔ２ＧＸ、ｐＡｔ３ＧＸ是否带有Ｆｒａｎｋｉａ菌株Ａｔ４的ｎｏｄ基因．     

慢生型大豆根瘤菌菌株GX201的脯氨酸脱氢酶基因(putA)的分子克隆

根据已报道的脯氨酸脱氢酶基因（ｐｕｔＡ）序列,通过ＰＣＲ方法,从慢生型大豆根瘤菌菌株ＧＸ２０１的总ＤＮＡ中扩增到—ＰＣＲ产物。序列分析表明,该ＰＣＲ产物的长度为４１８ｂｐ,与已报道的ｐｕｔＡ基因具有９３．５％的同源性。以广谱寄主范围质粒ｐＬＡＦＲ３为载体,在大肠杆菌ＤＨ５α中构建了ＧＸ２０１的基因文库,并以该ＰＣＲ产物为探针,从基因文库中筛选到一重组质粒ｐＧＸＮ３００。     

导入外源基因扩大青枯假单胞菌的寄主范围

应用广谱寄主载体pLAFR1,在大肠杆菌中建立了青枯假单胞菌Pseu-domonas solanacearum两个不同生理小种T2003(在马铃薯上高发病,在花生上不致病)和T2005(在花生上高发病)的基因文库。把菌株T2005基因文库的克隆转移至T2003受体中,结果得到两个能引起花生枯死的结合子,这表明通过导入菌株T2005文库中的两个克隆,使原来在花生上不致病的菌株T2003的寄主范围扩大到在花生上能致病。     

水稻白叶枯病菌dsp基因的克隆,同源性和功能分析

以经转座子Ｔｎ５诱变的水稻白叶枯病菌ｄｓｐ基因突变体ＸｏｏＭ３１０４为材料，构建了ｄｓｐ基因探针质粒ｐＶＩＲ３。采用分子杂交法，从基因文库克隆中筛选出１个ｄｓｐ基因克隆ｐＮＡＸ３１１１，含２２ｋｂ的外源ＤＮＡ插入片段，具有４个ＫｐｎＩ酶切位点，其中３．０，２．０ｋｂ两个片段与探针质粒中Ｔｎ５侧翼的ｄｓｐ基因序列同源。以ｐＮＡＸ３１１１为探针与Ｘｏｏ日本系统、中国系统及菲律宾系统的菌株，细菌性条斑病     

水稻白叶枯病黄单胞菌编码顺乌头酸酶的rpfA基因的鉴定

通过生化功能分析，证实了水稻白叶枯病黄单胞菌野生型菌株Ｔ３０００产生两种顺乌头酸酶（分别命名为ＸｏｏＡｃａｎＡ和ＸｏｏＡｃａｎＢ）。通过三亲本接合的方法，将获得的含水稻白叶枯病黄单胞菌ｒｐｆ基因簇的重组质粒ｐＧＸＮ３０００导入甘蓝黑腐病黄单胞菌ｒｐｆＡ基因突变体８４７６中。经生化功能分析证实，８４７６／ｐＧＸＮ３０００中含有水稻白叶枯病黄单胞菌的顺乌头酸酶ＸｏｏＡｃａｎＡ；同时还证实了ＰＧＸＮ３０００能互补８４７６，恢复其合成胞外酶和胞外多糖的能力及致病性．这表明在ＰＧＸＮ３０００中含有一个完整的水稻白叶枯病黄单胞菌的顺乌头酸酶基因，该基因具有类似甘蓝黑腐病黄单胞菌ｒｐｆＡ基因的功能．因此将该基因命名为水稻白叶枯病黄单胞菌ｒｐｆＡ基因。     

慢生型大豆根瘤菌nfe基因的分子克隆

ｎｆｅＣ基因是从慢生型大豆根瘤菌中克隆到的,与竞争结瘤有关的基因。本研究从慢生型大豆根瘤菌菌株ＧＸ２０１的ｐＬＡＦＲ３为载体的基因文库中,筛选出与ｎｆｅ同源基因克隆。以转座子Ｔｎ５ｇｕｓＡ５诱变获得了ｇｕｓ基因表达的Ｔｎ５ｇｕｓＡ５插入突变质粒。     

弗氏中华根瘤菌基因文库的构建及与耐盐有关DNA片段的分离

以耐盐的弗氏中华根瘤菌ＲＴ１９菌株为材料，制备其总ＤＮＡ，经过限制性内切酶ＥｃｏＲＩ的部分酶解，利用电洗脱方法回收得到１５￣２５ｋｂ大小的ＤＮＡ片段。用ＱＩＡＧＥＮ－ｔｉｐ１００试剂盒方法，提取并纯化质粒ｐＬＡＦＲＩ，用ＥｃｏＲＩ将其切成线状。然后用Ｔ４ＤＮＡ连接酶将回收片段与线性载体连接，并利用包装蛋白进行包装，感染大肠杆菌ＳＰ１７．１，构建了ＲＴ１９的基因文库。以固体亚硝基胍作为诱变剂，在０．     

盐单胞菌C6与耐盐有关DNA片段的克隆和序列分析

提取盐单胸菌（Ｈａｌｏｍｏｎａｓ）Ｃ６的总ＤＮＡ,用Ｓｑｕ３ＡⅠ部分酶切,回收１５－３０ｋｂ的ＤＮＡ片段,以ｐＬＡＦＲ３为载体在大肠杆菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）ＤＨ５α中构了该菌的基因文库。以Ｃ６的基因文库为供体,以费氏中华根瘤菌（Ｓｉｎｏｒｈｉｚｏｂｉｕｍ ｆｒｅｄｉｉ）盐敏感菌株ＲＣ３－３＇为受体,在辅助质凿ｐＲＫ２０１３的协助下进行三亲本杂交,在选择培养基上筛选到接合子ＲＷＨ１５和ＲＷＨ１７。质粒检     

马铃薯Y病毒小鼠中和抗体轻链基因的克隆及序列分析

从大量繁殖的Ｄ７３杂交瘤细胞中，提取制备其基因ｍＲＮＡ，并以此为模版，经反转录途径获得基因组ｃＤＮＡ，随后将其插入到λｇｔｌｌ中，构建了马铃薯Ｙ病毒小鼠单克隆抗体ｃＤＮＡ基因文库。通过免疫原位杂交，从该基因文库中筛选出含有抗体轻链基因的阳性克隆，进一步将其插入到ｐＧＥＭ－７Ｚｆ（＋）质粒中，经酶谱和ＤＮＡ序列分析确定，完整的轻链基因被获得。该基因含有９５６个核苷酸碱基［不包括Ｐｏｌｙ（Ａ）尾巴］，     

野油菜黄单胞菌XC1892基因与致病力关系的分析

野油菜黄单胞菌野油菜变种(简称Xcc)是十字花科作物黑腐病的病原菌。在前期工作中,从Xcc8004菌株获得1株编号为XC1892的基因的转座子Tn5gusA5突变体,其致病力降低。根据基因组注释,XC1892编码1个DsbE蛋白,参与细胞色素的合成。为评估XC1892的功能,采用自杀质粒pK18mob对XC1892进行诱变,获得非极性突变体1892nk。对突变体的表型分析发现,其致病力及胞外多糖产量分别是野生型的59%和55%。用一段包含XC1892基因的DNA片段对突变体1982nk进行功能互补,其致病力和胞外多糖产量基本得到恢复。这表明XC1892基因与Xcc的致病力和胞外多糖合成产量有关。     

采用两种突变方法对甘蓝黑腐病菌XC_1348基因的功能解析

为研究甘蓝黑腐病菌Xcc8004基因组中一个功能未知的假定蛋白XC_1348的基因功能,本研究用自杀质粒pK18mob和pK18mobSacB分别通过同源单交换和同源双交换构建XC_1348的非极性整合突变体1348nk和有标记的缺失突变体DM1348Gm,并对两种突变体的表型进行检测,结果显示该基因突变后不影响细菌的胞外多糖（EPS）产量、胞外酶活性以及细菌游动性.有趣的是该基因的两种突变体的致病力存在较大差异,原因可能是Xcc经两种方法定点突变后分别具有的不同基因组结构而影响到某些基因的表达所致.通过研究初步了解了XC_1348基因的功能并为今后改进定点突变方法提供现实依据.     

十字花科黑腐病菌中调控致病相关基因hpaS的XC_2486基因鉴定

十字花科黑腐病菌hpaS影响致病性、HR其编码产物分别与HpaR2、HrpG形成双组分系统。为了深入了解hapS的表达调控机制,本研究将hpaS的启动子与蔗糖敏感基因sacB融合,构建了hpaS的表达报告质粒pL6sacB3670并导入十字花科黑腐病菌野生型菌株8004中,获得了报告菌株8004/pL6sacB3670。然后利用转座子EZ：Tn5对该报告菌株进行诱变,筛选到一株转座子EZ：Tn5插入基因组的克隆。通过测序定位分析发现该克隆是由转座子EZ：Tn5插入到编号为XC_2486的ORF所产生的。然后将hpaS启动子与报告基因gusA融合的报告质粒pL6GUS3670分别导入野生型8004和XC_2486的突变体239C02中,测定比较pL6GUS3670的GUS表达水平,结果显示在突变体背景下GUS表达水平明显比在野生型背景下降低。这表明XC_2486正调控hpaS的表达。对XC_2486突变体239C02进行致病性和过敏反应检测发现,XC_2486与致病性相关,与HR无关。     

3种接种方法对十字花科黑腐病菌Xcc8004菌株在拟南芥Col-0上致病力的影响

十字花科黑腐病菌（Xanthomonas campestris pathovar carnpestris,Xcc）是引起十字花科植物黑腐病的病原菌,也是研究寄主与病原微生物相互作用分子机理的模式菌之一。Xcc可以感染白菜、萝卜和甘蓝等十字花科农作物,也可以感染重要的模式植物拟南芥（AroJoidopsisthaliana）。由于拟南芥的全基因组测序已经完成,因此,拟南芥是研究寄主植物对Xcc浸染的防卫反应的分子机理的最理想的寄主材料。但是,到现在为止,一套完善的在拟南芥上进行xcc致病检测的实验系统还没有建立。为此,本研究比较了“叶片压渗法”、“剪叶法”和“叶片中脉穿刺法”这3种常用的病原细菌接种方法对Xcc的实验室菌株8004f以下简称Xcc8004）在哥伦比亚生态型拟南芥似．thanlianaecoype Colombia0,Col-0）上的致病力的影响。结果发现,在拟南芥Col-0叶片上用“叶片压渗法”接种Xcc8004可以引起明显致病症状,而用“剪叶法”和“叶片中脉穿刺法”接种均不能引起病症。这一结果说明,不同的接种方法的对Xcc在拟南芥上的致病力有很大的影响。因此,要在拟南芥Col-0上进行Xcc8004的致病力检测,本研究建议采用“叶片压渗法”而不用“剪叶法’和“叶片中脉穿刺法”。此外,本研究还建立了一套简易的拟南芥试验用苗的栽培方法。     

野油菜黄单胞菌2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸醛缩酶基因的突变分析

野油菜黄单胞菌野油菜致病变种是发酵工业生产黄原胶的菌种,通过对Xcc8004菌株全基因组序列进行搜索,发现该菌株拥有完整的ED、EMP、HMP等糖代谢途径。为评估ED途径对细胞功能的影响,选择基因组中编码ED途径的关键酶——2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸醛缩酶的基因eda进行诱变,构建非极性突变体。通过对突变体表型进行分析,发现eda基因的突变体在培养基中能够正常生长繁殖,但其胞外多糖产量则降低77．6％。用一段包含eda基因的DNA片段对突变体进行功能互补,能基本恢复胞外多糖产量。这表明eda基因对细胞合成胞外多糖有重要影响,也暗示ED途径对细胞生长是非必要的,而对细胞大量合成胞外多糖是必须的。     

野油菜黄单胞菌分泌组双向电泳样品制备方法的建立

野油菜黄单胞菌野油菜致病变种（Xanthomonas campestris pv.campestris,Xcc）是十字花科植物黑腐病的病原细菌。我们建立了Xcc的蛋白质组学研究平台,用于分离、鉴定该菌的致病相关蛋白。为了减少胞外多糖（exopolysaccharide,EPS）对蛋白材料质量的影响,我们构建了EPS缺陷的Xcc8004ΔgumB突变体。本研究以Xcc8004ΔgumB出发菌株,用诱导培养液培养,取细胞上清通过超滤浓缩得到蛋白质粗提物,分别采用丙酮沉淀法、试剂盒纯化法和丙酮沉淀-试剂盒联用法来纯化蛋白质粗提物,通过比较双向电泳的结果优选最佳的样品制备方法。结果证明丙酮沉淀-试剂盒联用法较为理想,所得双向电泳图片清晰,分辨率高。因此,此方法可以用于制备野油菜黄单胞菌分泌组双向电泳样品,并可以满足进一步研究的需要。     

十字花科黑腐病菌中一个与黄色素合成相关基因的鉴定

十字花科黑腐病菌（Xanthomonas campestris pv.campestris,简称Xcc）能够产生大量的胞外多糖。胞外多糖商品名又称为黄原胶,具有广泛用途,在食品生产中可作为添加剂使用。为了得到不含黄色素的黄原胶,我们采用转座子EZ-Tn5随机插入诱变的方法对8004菌株进行突变,获得了一株不产黄色素的突变体。通过对突变体的转座子EZ-Tn5插入位点进行分析,发现该突变体是由于编号为XC_4097的基因被插入突变后衍生而来。同源性分析表明XC_4097编码一种脂质酰基转移酶,它与脂质的合成有关。采用同源双交换方法构建XC_4097基因的缺失突变体。通过对野生菌、突变体以及功能回补体的表型分析进一步证实了XC_4097基因功能的丧失只影响黑腐病菌黄色素的合成,而不影响细菌生长以及胞外多糖的合成。这为工业上生产无黄色素的黄原胶提供了应用基础。     

野油菜黄单胞菌6-磷酸葡萄糖脱氢酶基因的初步分析

野油菜黄单胞菌野油菜变种是发酵工业生产黄原胶的菌种,对该菌8004菌株全基因组序列进行分析,发现基因组中有两个编码6-磷酸葡萄糖脱氢酶的基因,编号分别为XC1977和XC4082,同源性分析显示这两个基因演绎的氨基酸序列只有36.3%的相似性。为了解这两个基因的功能,采用自杀质粒pK18 mob对XC1977和XC4082分别进行诱变,构建这两个基因的非极性突变体,对突变体表型初步分析,发现XC1977和XC4082分别突变后不影响细胞的生长繁殖,但对胞外多糖产量的影响则不相同,XC1977突变使胞外多糖产量降低56.3%,而XC4082突变基本不影响胞外多糖产量,表明8004菌株的两个zwf基因在细胞中的功能不同,XC1977与细胞的胞外多糖合成产量有关。     

野油菜黄单胞菌一个假定蛋白激酶基因与多糖合成及致病力相关

已报道的野油菜黄单胞菌8004菌株基因组中,开放阅读框XC3631注释编码一个假定蛋白激酶。通过定点整合突变方法构建了XC3631基因的非极性突变体NK3631,表型分析发现NK3631合成脂多糖和胞外多糖的能力显著下降,致病力极显著减低,但产生胞外水解酶的能力不变。用带有全长XC3631基因序列的pLAFR3对NK3631进行功能互补,其脂多糖合成、胞外多糖产量和致病力均得到恢复。这一研究表明,XC3631基因与野油菜黄单胞菌脂多糖的核心多糖和胞外多糖的合成有关,并在致病中发挥重要作用。     

十字花科黑腐病菌中GGDEF结构域蛋白差异的in sillco分析

近年来,含有GGDEF结构域（含有甘氨酸（G）（2个）,天冬氨酸（D）,谷氨酸（E）,苯丙氨酸（F）保守氨基酸）的蛋白受到重视,已证实含GGDEF结构域蛋白在细胞信号转导、生长和致病性等方面发挥了重要作用。十字花科黑腐菌8004菌株（Xanthomonas campestris pv. campestris str. 8004,Xcc8004）有32个基因编码含GGDEF结构域蛋白,实验证明其中部分蛋白与xcc致病性、胞外酶产生、生物膜形成和泳动等生命活动相关。本文利用互联网提供的生物信息学资源,对Xcc8004不同功能含GGDEF结构域蛋白进行生物信息学分析,着重分析其结构域架构。对蛋白结构域架构整体比较显示,这些蛋白的整体结构域架构具有多样性,共有结构域架构仅有PAS4-GGDEF．EAL（分布于参与致病的蛋白中1;对结构域架构局部比较显示,在参与致病性的含GGDEF结构域蛋白中,PAS4-GGDEF和GGDEF．EAL为共有结构域架构;在参与内切葡聚糖酶产生的蛋白中,PAS4-PAS4、PAS4-GGDEF和GGDEF—EAL为共有结构域架构。本研究结果将为蛋白质功能预测提供线索。