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。     

棉花角斑病菌遗传驯化体系的建立

Xanthmonas citri subsp.malvacearum(Xcm)是棉花角斑病的病原,由于缺乏适合的遗传驯化体系,难于对其特定的基因进行研究,所以建立高效的基因缺失突变系统,是迫切需要解决的问题。采用去甲基化氮胞苷(5-AZA)驯化野生菌株Xcm 8号小种菌株V8和V8无细胞胞外物(CFEs)驯化重组质粒p K18mobsac B::N1012及p K18mobsac B::m762这2种驯化方法,以来自V8的hpa Xm N和hpa Xm为靶基因验证其有效性。结果表明,成功获得了△hpa Xm N和△hpa Xm突变体;虽然2种驯化方式都能获得转化子,但驯化菌株的电转化效率是驯化质粒的10~100倍。遗传驯化体系的建立消除了Xcm V8由于限制修饰系统引起的转化障碍,实现了特定基因的定点突变,为后续获得Xcm V8其他基因缺失突变体奠定了基础。     

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.     

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.     

3 种生防细菌 2种药剂剂型对芒果 炭疽病菌的拮抗作用初探

3 种生防细菌短短芽孢杆菌（Br evi baci l l us br evi s）HAB-5、枯草芽孢杆菌（Baci l l ussubt i l i s）A178、萎缩芽 孢杆菌（Baci l l usat r ophaeus ）HAB-1、对多种植物病原菌具有较好的拮抗作用。通过优化条件培养、将 3种生防细菌制 备成胶悬剂（SC）和微胶囊（CS）两种剂型、以芒果炭疽病菌（Col l et ot r i chum gl oeospor i oi desPenz. ）C7-2 菌株为靶标病 菌、测试两种剂型对 3种菌拮抗能力的影响。 结果表明、在制备的 3 种生防菌的胶悬剂中、只有 A178 胶悬剂在稀释 10倍和 800倍时抑菌效果好于原始菌株、 其他的均弱于原始菌株、HAB-1 胶悬剂甚至失去了抑菌能力曰3种生防菌 微胶囊剂型中、A178 的 100~800 倍稀释浓度下抑菌效果好于原始菌株、 抑菌能力分别提高 0. 49% 、0. 29% 、3. 04% 曰 HAB-5的微胶囊剂型 10、100、400、800、1 000倍的稀释度下、 抑菌效果都高于原始菌株、 分别提高 5. 00% 、3. 30% 、 5. 11% 、2. 22% 、1. 74% 、4. 25% 、但 HAB-1 微胶囊剂型抑菌效果较其原始菌株减弱、说明微胶囊剂型能够增强 HAB-5 和 A178菌株对病原菌的抑菌作用。     

5种杀菌剂对短短小芽孢杆菌TW-2菌体及芽孢的影响

采用平皿计数法和抑菌圈法研究了5种化学杀菌剂(春雷霉素、三环唑、戊唑醇、稻瘟酰胺和咪鲜胺)对稻瘟病生防菌短短小芽孢杆菌TW-2菌株(Bacillus pumilus)菌体和芽孢存活的影响。结果表明:供试的5种化学杀菌剂在高浓度下(2 000 mg/L)可以完全抑制短短小芽孢杆菌TW-2菌株菌体和芽孢的存活,而低浓度下(0.32~8.00mg/L)对菌体和芽孢的存活影响较小;在5种化学杀菌剂中春雷霉素对短短小芽孢杆菌TW-2菌株菌体和芽孢存活影响最大,其次依次是咪鲜胺、三环唑、戊唑醇、稻瘟酰胺。研究结果显示:稻瘟病生防菌短短小芽孢杆菌TW-2菌与供试的5种化学杀菌剂分别混用防治稻瘟病,这5种杀菌剂的浓度应在0.32 mg/L以下,否则会影响生防菌的效果。     

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。     

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。     

解淀粉芽孢杆菌HAB-7 对18株植物病原真菌的抑制作用

HAB-7是一株分离自豇豆根际土壤、 具有较强抑菌作用的解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens).研究HAB-7对18株植物病原真菌及其发酵液粗提蛋白对植物病原的抑制作用,并测定其对番茄种子的促生作用.采用平板对峙法测定其对18株植物病原真菌的抑制活性,以橡胶树炭疽菌为指示菌,对其发酵上清液经60%、80%硫酸铵盐析获得的抗菌粗蛋白进行测试﹔ 并将HAB-7菌液稀释成6个浓度梯度,分别用来对番茄种子进行促生测试.结果显示﹕HAB-7对18株植物病原真菌的平均抑菌率为61.03%﹔ 其发酵上清液对橡胶树炭疽病菌的抑制率为56.80%,80%硫酸铵粗提蛋白对橡胶树炭疽病菌的抑制率为38.88%﹔10-4 CFU/mL的HAB-7菌液浓度促进了番茄种子胚根的伸长,长度比CK提高67.76%.HAB-7菌株对植物病原菌有较广谱的抑菌活性,其分泌的活性物质除了活性蛋白外,可能还有其他的活性物质,低浓度的HAB-7菌液能促进植物根系生长.本研究结果为后续研究其致病机理起到重要的作用.     

解淀粉芽孢杆菌HAB-6抑菌物质及其相关基因的分析

芽孢杆菌是重要的生防菌株,分析了解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)HAB-6菌株的抑菌物质及其抑菌活性。采用特异性PCR和液质联用(LC-MS)等方法对HAB-6菌株的抑菌物质进行初步研究。通过对编码合成脂肽类抗生素的10个基因进行PCR扩增,分别得到与yndj、srf AB、itu D、fen D、itu C同源的基因5个;扩增编码合成脂肽类物质关键合成酶基因,得到与fen B、lpa-14、sfp、myc B、itu A同源的基因5个;LC-MS结果显示,HAB-6菌株能产生C14Iturin A、C17Iturin A、C13Surfactin A、C15Surfactin C等脂肽类化合物,但通过与病原真菌对峙抑菌活性检测,脂肽类物质没有抑制真菌活性。结果表明,HAB-6菌株具有脂肽类物质的合成基因和相关调控基因,代谢产生伊枯草菌素(iturin)、表面活性素(surfactin),但是酸沉淀提取得到的脂肽类物质不是HAB-6菌株抑制真菌的主要物质,其抑菌成分种类和代谢脂肽类物质的途径可能与已知的途径有所不同,有待进一步研究。     

茂源链霉菌MTG基因pMA5载体的构建及鉴定

[目的]提高MTG产量并实现简便有效的纯化过程,以枯草芽孢杆菌为宿主构建pMA5_(mtg)重组质粒。[方法]通过提取茂源链霉菌的基因组DNA,扩增mtg基因片段,再将异源信号肽与mtg基因片段进行融合,融合片段和pMA5质粒双酶切后连接,转化到大肠杆菌感受态细胞中,菌落PCR和测序获得阳性单克隆。然后将pMA5_(mtg)重组质粒转入枯草芽孢杆菌感受态中,通过抗性筛选和双酶切鉴定获取重组菌株。[结果]成功扩增出mtg基因片段,构建出重组质粒pMA5_(mtg)。[结论]获得pMA5_(mtg)重组表达菌株,为MTG的纯化及其未来生物工程的改造提供了有效的方法。     

两种黄单胞病菌诱导水稻一氧化氮产生和防卫基因表达的比较研究

 【目的】阐明在不同黄单胞病菌诱导的水稻过敏性细胞死亡(HCD)中的一氧化氮(NO)信号途径及其作用机制。【方法】比较分析了在水稻细胞－番茄斑点病菌(Xanthomonas campestris pv. vesicatoria, Xcv)不亲和互作、水稻－白叶枯病菌(X. oryzae pv. oryzae, Xoo)亲和互作中NO的发生以及NO对水稻防卫基因诱导表达的影响。【结果】Xcv不仅诱导了NO的迸发、NOS活性及其NO合成相关基因(nos和nr)的表达，而且诱导了防卫基因(苯丙氨酸解氨酶基因pal、过氧化物酶基因pox和谷胱苷肽转硫酶基因gst)的表达；Xoo不诱导NO的迸发，抑制了NOS的活性、NO合成相关基因和防卫基因的表达；NO清除剂PTIO和Xoo显著地抑制了Xcv 对防卫基因表达的诱导作用。【结论】Xcv通过NO信号途径诱导了水稻防卫基因的表达和HCD；Xoo 通过NO抑制或解毒机制抑制了由NO介导的防卫基因的表达及其HCD的发生。     

转hpaXm烟草及其对TMV抗病性分析

从棉花角斑病菌(Xanthomonas citri subsp.malvacearum)中克隆并鉴定出的hpaXm是一类新的harpin蛋白。笔者首次将来自棉花角斑病菌的hpaXm基因采用农杆菌介导法导入模式生物三生烟(Nicotiana tobacum‘Xanthi nc.’),获得转基因烟草,并通过分子鉴定和蛋白活性测定,研究hpa Xm的内源表达对转基因烟草的影响。结果表明:PCR扩增检测到T_1代烟草阳性植株的靶基因序列及35S启动子序列,Southern blot检测结果证明hpaXm基因已经整合到受体基因组中,RT-PCR结果显示在转录水平上正常表达。从转hpaXm基因烟草中分别提取可溶性蛋白能激发烟草产生过敏反应,说明目的基因在转基因烟草中能表达出有活性的蛋白。hpaXm的内源表达虽不能使转基因烟草产生大面积可见的坏死斑,但经台酚蓝染色后能观察到微过敏反应现象,同时hpaXm能诱导转基因烟草对烟草花叶病毒(TMV)产生抗性。本研究对于探索hpaXm在转基因作物中所诱导的生物学特性提供科学依据。     

绿色荧光蛋白基因标记枯草芽孢杆菌研究

将源于枯草芽孢杆菌168的木糖启动子xylR和来源于载体pGFPuv的gfp基因连接,插入枯草芽孢杆菌-大肠杆菌穿梭载体pIM,成功构建了以绿色荧光蛋白(GFP)为报告基因的重组载体pIM-GFP.转化枯草芽孢杆菌菌株BS523,突变株在荧光显微镜及紫外灯下均观察到较强的绿色荧光,同时PCR鉴定结果正确.表明重组载体pIM-GFP成功转入菌株BS523,并且gfp基因成功表达.     

枯草芽胞杆菌Bs916突变体库的构建和抑制水稻 细菌性条斑病菌相关基因的克隆

【目的】采用转座子标签技术构建枯草芽胞杆菌Bs916突变体库,从突变体库中筛选对水稻细菌性条斑病菌抑菌效果发生显著变化的菌株并克隆插入位点的基因,获得生防菌Bs916中与抑制细菌活性可能相关的基因。【方法】携带转座子TnYLB-1的穿梭载体pMarA通过化学转化方法转化至枯草芽胞杆菌Bs916菌株,构建随机插入突变体库。通过平板抑菌试验从突变体库中筛选对水稻细菌性条斑病菌抑菌效果得到显著提高和下降的突变体;并采用PCR和Southern Blot验证转座子是否成功插入到Bs916染色体基因组上,利用反向PCR技术克隆转座子插入位点基因、测序并进行生物信息学分析。【结果】成功构建了枯草芽胞杆菌Bs916的转座子随机插入的突变体库;PCR和Southern Blot结果表明转座子成功的插入到染色体基因组上,约85%突变体以单拷贝形式插入;筛选出30株对水稻细菌性条斑病菌抑制效果发生显著变化的菌株,克隆到21个突变体插入位点的基因序列并测序。生物信息学分析结果表明这些基因与感受态形成、生物膜形成和次生产物代谢相关。【结论】成功构建了Bs916突变体库,克隆到该库中对水稻细菌性条斑病菌抑菌效果显著变化菌株的突变位点基因,这些基因推测可能与枯草芽胞杆菌Bs916中的抑制细菌化合物的合成代谢及调控相关。     

农药助剂对短短小芽孢杆菌TW-2菌体及芽孢的影响

采用平皿计数法和抑菌圈法研究了24种农药助剂对稻瘟病生防菌短短小芽孢杆菌TW-2菌株菌体和芽孢存活的影响.结果表明,供试的24种农药助剂中有11种农药助剂(D425、D450、D500、EFW、500、505、507、AEO-5、AEO0、NP-10、OP-10)在供试浓度范围内(12.5～100g· L-1)可以完全杀灭短短小芽孢杆菌TW-2菌株的菌体和芽孢,其它助剂随着浓度的提高,对菌体和芽孢存活的抑制作用也越大.在24种农药助剂中,U-3A和By-110对菌体和芽孢的存活影响最小,可用于短短小芽孢杆菌TW-2菌株固体制剂和液体制剂加工中的湿润展布剂.     

利用实时荧光定量PCR和数字PCR检测鉴定水稻细菌性条斑病菌

白叶枯病和条斑病是水稻重要的细菌性病害。水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)和水稻细菌性条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola,Xoc)属于同种下的2个致病变种。鉴别Xoo和Xoc对检疫和防控这2种病害至关重要。Xoo和Xoc中的铁-红酵母酸/铁-粪生素受体基因fhuE在进化过程中因不同程度地缺失而成为假基因。针对Xoc中有而Xoo中缺失的fhuE部分序列设计引物，筛选出Xoc特异引物XocFhuE-F(5’-ATCGAACGATGTCACCAGGG-3’)和XocFhuE-R(5’-AGAAACGTGCGGCCAGATAA-3’)。用XocFhuE-F/XocFhuE-R能只从Xoc菌株中仅扩增出159 bp片段，并结合荧光染料建立了SYBR Green实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qPCR)和EvaGreen微滴数字PCR(digital PCR,dPCR)方法来检测鉴定Xoc。在20μL反应体系中加1μL模板，qPCR检测菌悬液中Xoc的下限是1.6×10<...     

水稻白叶枯病菌毒性表达的负调控因子PXO_02944的分子鉴定

【目的】水稻黄单胞水稻致病变种（Xanthomonas oryzae pv. oryzae, 简称Xoo）侵染引起水稻白叶枯病,在侵染过程中Xoo可产生胞外多糖(EPS)、胞外酶、黏附因子、T3SS以及其产生的效应因子等毒性因子。细菌第二信使环鸟苷二磷酸（c-di-GMP）的水平在Xoo毒性调控中发挥了重要的作用,而PXO_02944是包含REC、GGDEF和EAL结构域的蛋白,是c-di-GMP信号蛋白家族的成员,研究旨在阐明水稻白叶枯病菌的环鸟苷二磷酸信号蛋白家族成员PXO_02944的基因结构和功能。【方法】根据PXO_02944基因序列信息,以PXO99A基因组DNA为模板,设计引物扩增PXO_02944基因全长,将其GGDEF结构域和EAL结构域分别与已经报道的保守的GGDEF结构域或EAL结构域蛋白进行氨基酸序列比对分析;分别扩增PXO_02944左右臂片段,将其与目的载体pK18mobsacB载体连接,得到质粒pK2944,将pK2944与pMD-GmR载体回收获得的GmR基因片段进行连接,获得重组质粒pK2944-GmR,用于构建基因突变体。将PXO_02944全长基因克隆到载体pHM1上,获得重组质粒pHM1-2944并转化到ΔPXO_02944中,即获得互补菌株ΔPXO_02944::C。对野生型菌株、突变体和互补菌株进行表型测定,分析PXO_02944 基因缺失突变对Xoo致病性和EPS产生、生物膜形成、胞外酶活性和鞭毛运动性的影响,并通过qRT-PCR方法测定EPS合成基因和毒性相关基因的表达。【结果】用特异性引物进行PCR扩增,成功地从野生型菌株PXO99A中克隆了PXO_02944;生物信息学分析发现,PXO_02944蛋白具有磷酸化信号接收的REC输入结构域和GGDEF、EAL输出结构域,但GGDEF和EAL结构域保守序列发生了突变。与野生型菌株PXO99A相比,虽然PXO_02944突变体胞外纤维素酶和木聚糖酶活性、鞭毛运动性都无明显变化, 但其对水稻的致病性、EPS产生和生物膜形成能力显著增强,T3SS调控基因hrpG和EPS合成基因gumG的转录水平也明显升高。【结论】应答调控因子PXO_02944负调控了水稻白叶枯病菌致病性、EPS产生和生物膜形成这些毒性因子的表达。     

生防菌枯草芽孢杆菌CQBS03的绿色荧光蛋白基因标记及其在柑橘叶片上的定殖

【目的】利用绿色荧光蛋白(Green fluorescent protein,GFP)基因标记枯草芽孢杆菌生防菌株CQBS03,以研究其在柑橘叶片上的定殖规律。【方法】采用重叠PCR方法将p43启动子和gfp进行融合,并与大肠杆菌-枯草芽孢杆菌穿梭载体pHY300PLK连接构建重组质粒pHY43G,以重组质粒电脉冲转化生防菌株CQBS03,培养后于荧光显微镜下观察并通过SDS-PAGE分析工程菌株GFP的表达情况,然后进行工程菌株对柑橘溃疡病菌的抑菌试验、生长动力学分析、稳定性测试。采用叶片喷雾方法接种,平皿稀释分离培养方法测定CQBS03-pHY43G在柑橘叶片上的定殖情况。【结果】重组菌CQBS03-pHY43G高效表达GFP,电泳后出现约29kDa的特异蛋白条带,外源质粒对宿主菌的生长未带来明显不利影响,质粒稳定性实验表明重组质粒pHY43G经30次传代后的稳定性为55%,室内平板抑菌实验结果显示CQBS03-pHY43G对柑橘溃疡病菌生防效果与出发菌株没有明显差异(P0.01),CQBS03-pHY43G菌株在叶片喷雾接种后的0—15d,在柑橘叶片上的数量呈现急剧下降趋势,15d后下降速度稍缓,最后保持相对稳定的较低水平(1.73×103cfu·g-1)。【结论】成功地将gfp转入野生型枯草芽孢杆菌生防菌CQBS03中,构建了荧光标记菌株,初步明确了生防菌的定殖规律。