利用电转化法构建烟草野火病菌的Tn 5插入突变体

采用电转化法将含有kanr基因标记的EZ::Tn 5转座子插入到烟草野火病菌(Pseudomonas syringae pv. tabaci)的基因组中.结果表明,在电压为2 400 V条件下,供试的烟草野火病菌菌株SMX 006及WT 4的电转化效率分别为0.8×103,4.2×103 cfu·μg-1 DNA.转化电压下降至1 800 V时,WT 4菌株的转化效率也随之下降至1.64×103 cfu·μg-1 DNA.对转化子进行kanr筛选以及特异性PCR鉴定,表明Tn 5可以稳定地插入到受体菌的基因组中.对烟草野火病菌SMX 006的Tn 5插入突变体进行了多次致病性﹑运动性和胞外蛋白酶活性测定,从中获得了2个致病力明显减弱的突变株(H 028,H 029)、1个运动能力明显减弱的突变株(H 028)、1个运动能力丧失的突变株(H 029)、1个产胞外蛋白酶能力明显减弱的突变株(H 046),以及1个胞外蛋白酶缺失的突变株(H 045).     

棉花角斑病菌hpaXm基因突变体 与互补载体构建

为了分析研究Harpin 蛋白转运途径,针对来自棉花角斑病菌的HpaXm,构建hpaXm 基因突变体和互补 载体,根据文献和GenBank 中已登录的hpaXm 基因全序列及其同源基因hpa1 的序列,设计合成多对引物进行PCR 扩增,并将扩增片段与载体相连接,用电转化的方式将构建成功的hpaXm 基因敲除载体转化Xanthmonas citri subsp. malvacearum,然后测定hpaXm 基因突变体在烟草上激发HR 的能力。结果得到hpaXm 基因上游序列349 bp,hpaXm 基因下游序列465 bp;利用重叠PCR 将hpaXm 基因上下游序列融合,克隆到自杀载体pK18mob 的酶切位点BamHI 和EcoRI 之间,并将pK18mobhpaXm 上下游融合片段转化大肠杆菌E.coli DH5琢,经卡那霉素平板筛选得到阳性转 化子;将hpaXm 基因敲除载体转化X. citri subsp. malvacearum,经PCR 验证成功敲除hpaXm 基因,并发现hpaXm 基 因突变体在烟草上激发HR 的能力要弱于“生型菌株。扩增得到hpaXm 基因片段402 bp 和信号肽类似序列缺失 hpaXm46-402 基因片段360 bp,克隆到广宿主载体pHM1 的KpnI 和SacI 酶切位点之间,并将pHM1hpaXm 和 pHM1hpaXm46-402转化E.coli DH5琢,经壮观霉素平板筛选得到阳性转化子。重组质粒经PCR 检测、测序鉴定及突变体 在烟草上的表型验证,表明hpaXm 基因突变体和互补载体构建成功,为hpaXm 基因回复突变株的构建和进一步研 究信号肽序列缺失对HpaXm 蛋白转运的影响奠定了基础。     

水稻细菌性条斑病菌胞外产物的性状

对水稻细菌性条斑病菌胞外产物（胞外多糖、蛋白酶、果胶酸酯裂解酶、聚半乳糖醛酸酶、纤维素酶、淀粉酶、半纤维素酶）的部分特性以及不同菌株离体产生各胞外产物能力与致病力的相关性进行了初步研究．发现病菌在离体条件下分泌的各胞外产物总量和单位产量随培养时间的增长而增加,至一定的阶段后趋于稳定．不同培养基下各胞外产物的产生有所变化,但对各菌株之间单位产量的差异影响不大．病菌产生的蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶、半纤维素酶和聚半乳糖醛酸酶活性最适ｐＨ值分别为９．０、６．０、８．０、４．０、８．０．其蛋白酶活性与致病力呈显著正相关,果胶酸酯裂解酶与致病力呈正相关．病菌除去胞外产物后,降低了在水稻叶片上的吸咐和增殖能力．强致病力菌株胞外产物对离体稻叶的伤害能力要强于弱致病力菌株．     

西瓜噬酸菌pilN基因功能分析

为了分析菌毛组装蛋白家族基因对瓜类细菌性果斑病菌致病性的影响,以xjl12菌株为背景构建转座子(Tn5)插入的突变体文库,通过浸种处理和子叶注射接种方法筛选致病性相关突变体,通过两亲交配获得突变株,并对所得的突变体、野生型及互补等多个菌株进行致病性、过敏性反应、游动性等相关表型进行测定,用反转录PCR(qRT-PCR)方法验证xjl12和突变体中hrpG、hrcV、celA表达量的差异。结果表明:突变体文库中筛选得到1株致病力明显下降的突变体Δxj-7,经亚克隆鉴定为pilN基因,其功能主要与菌毛(pili)生物合成相关。两亲交配后所得突变菌株ΔpilNac相较于野生型,其致病性、游动性、胞外纤维素酶活性降低,同时丧失烟草过敏性反应。qRT-PCR试验结果显示,Ⅲ型分泌系统的主要调控基因以及纤维素酶生物合成基因在ΔpilNac中的转录水平明显下调。证明菌毛生物合成相关基因pilN对致病性有重要的调控作用。     

胡萝卜软腐果胶杆菌胡萝卜亚种mreB基因的功能分析

为了阐明细菌杆状决定蛋白mreB基因对胡萝卜软腐果胶杆菌胡萝卜亚种(Pectobacterium carotovorum subsp.carotovorum,Pcc)生物学特性及致病性的影响,采用同源重组的方法成功构建了该基因的缺失突变株、互补菌株及过表达菌株,并进行了相关表型测定。结果表明:与野生型菌株PccS1相比,缺失突变株ΔmreB菌体形态由杆状变为球形;对黄花马蹄莲和大白菜的致病性显著下降;生长能力也受到一定限制;尽管分泌胞外纤维素酶的能力、抗氧化压力和菌体沉降速率无明显变化,但蛋白酶活性、果胶酶活性、生物膜形成能力、游动性及产生碳青霉烯抗生素的能力均有不同程度的下降。互补菌株的表型得到了部分或全部恢复。qRT-PCR结果也显示:ΔmreB中几种相关致病因子的相对表达量均下调。表明:mreB与胡萝卜软腐果胶杆菌的菌体形态、生长能力和致病能力密切相关。这是首次报道mreB与植物病原菌的致病性相关。     

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。     

水稻白叶枯病菌的胞外酶与毒力关系的初步研究

研究了水稻白叶枯病菌60个菌株所产生的胞外蛋白酶、纤维素酶(Cx)和果胶酶的活力及其产生胞外粘多糖的能力。从总体看,蛋白酶活力与菌株毒力成正相关,而纤维素酶活力与菌株毒力相关不显著。但来自华南地区的一些菌株的毒力与纤维素酶活力显著相关,而与蛋白酶没有显著的相关性。蛋白酶和纤维素酶的产生都受培养基中氮源成分的影响。尚未发现果胶酶活力及粘多糖产生能力与毒力有任何关系。     

不同碳氮源对苹果树腐烂病菌胞外果胶酶活性的影响

【目的】探索苹果树腐烂病菌致病力与胞外果胶酶的关系,筛选最佳产酶的碳、氮源,为揭示该病菌致病机理提供依据。【方法】用MS培养基培养苹果树腐烂病菌野生型菌株03-8及其2个突变体(致病力增强突变体X907,致病力丧失突变体T1)菌株,于5,10,15和20d取样,用3,5-二硝基水杨酸(DNS)比色法测定其培养滤液中果胶酶的活性,探讨致病力与酶活性的关系。以野生型菌株03-8为供试菌株,改变MS培养基中的碳(葡萄糖、麦芽糖、根皮苷、果胶、可溶性淀粉)、氮(硫酸铵、牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、L-天门冬酰胺)源培养03-8菌株,于5,10,15和20d取样,分别测定各培养滤液中果胶酶的活性,确定最佳碳氮源。用不同含量的最佳碳、氮源与MS培养基培养03-8菌株,10d时取样,测定胞外果胶酶活性,确定培养基中最佳碳、氮源的含量。【结果】在MS培养基中发酵10d,苹果树腐烂病菌致病力增强突变体(X907)产生的胞外果胶酶活性最高,致病力丧失突变体(T1)产生的酶活性最低。用可溶性淀粉、果胶为碳源培养野生型菌株03-8,在第10天培养滤液中果胶酶活性均高于其他供试碳源;以可溶性淀粉为碳源,其含量为0.5%时培养滤液中果胶酶活性最高。在5种供试氮源中,以0.25%蛋白胨为氮源发酵10d产生的胞外果胶酶活性最高。【结论】3种苹果树腐烂病菌发酵10d产生的胞外果胶酶的活性与其致病力相关;含0.50%可溶性淀粉和0.25%蛋白胨的MS培养基为苹果树腐烂病菌产酶的最佳培养基,发酵10d培养滤液中果胶酶的活性最高。     

产纤维素酶真菌分离及高效菌株筛选

为分离高效降解纤维素的菌株,以羧甲基纤维素钠为唯一底物,从腐熟的苹果树枝条中选择性分离到24株真菌,利用刚果红染色法初筛测定,发现有8株菌具有产胞外纤维素酶的能力。对初筛试验中透明圈/菌落直径较大的菌株进行纤维素酶活测定,最终获得1株高效产胞外纤维素酶的菌株10,其滤纸酶活性、内切酶活性、外切酶活性分别达到13.26、36.67、12.06 IU。基于分子生物学鉴定和系统发育分析,表明该菌株为土曲霉(Aspergillus terreus)。通过单因素优化发酵条件,得到该菌最适产酶培养条件为pH=7、羧甲基纤维素钠含量1.25%、硝酸钠含量1.50%,优化后其滤纸酶活性、内切酶活性、外切酶活性达到27.80、57.30、29.10 IU,分别比优化前提高了109.65%、56.26%、141.29%。菌株10能够高效产生胞外纤维素酶,为果树枝条的腐熟利用和纤维素酶的工业化开发提供了高效菌株。     

解淀粉芽孢杆菌抑菌活性初步研究

为了进一步分离纯化抑菌蛋白和脂肽类物质,促进拮抗菌的开发和利用,选取2株对多种植物病原真菌具有良好拮抗作用的解淀粉芽孢杆菌,利用硫酸铵沉淀法粗提2株菌株的抑菌蛋白,酸沉淀法粗提脂态类抑菌物质,分别测定粗提物对多种植物病原真菌的抑制效果。初步检测2株菌株是否具有产纤维素酶、蛋白酶和嗜铁素活性。结果表明:BQD1菌株20%~30%的蛋白粗提液对玉米大斑病菌拮抗作用最强,抑菌直径达31.48mm。TY菌株30%~40%的蛋白粗提液对玉米大斑病菌抑菌直径最高达34.20mm。2株菌株脂态类粗提液对靶标病原菌株的拮抗作用均高于其发酵液,且均可产生纤维素酶、蛋白酶和嗜铁素。     

水稻细菌性条斑病菌胞外产物的性状

对水稻细菌性条斑病菌胞外产物（胞外多糖,蛋白酶、果胶酸酯裂解酶,聚半乳糖醛酸酶,纤维素酶,淀粉酶,半纤维素酶）的部分特性以及不同菌株离体产生各胞外产物能力与致病力的相关性进行了初步研究。发现病菌在离体条件下分泌的各胞外产物总量和单位产量随培养时间的增长而增加,至一定的阶段后趋于稳定。不同培养基下各胞外产物的产生有所变化,但对各菌株之间单位产量的差异影响不大。病菌产生的蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶、半纤     

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。     

解淀粉芽孢杆菌所产脂肽丰原素是防治苹果采后青霉病的关键物质

为构建解淀粉芽孢杆菌丰原素合成酶基因fenC缺失突变株,研究丰原素在苹果采后青霉病防治中所起的作用。根据同源重组的原理,采用PCR扩增fenC基因上、下游的同源序列,将其连接至穿梭质粒pMAD,构建含有壮观霉素抗性基因(spc)的同源重组质粒pMAD-Δfen,通过电转化技术,将其转至解淀粉芽孢杆菌BA-16-8,通过抗生素抗性筛选、蓝白斑筛选和高温培养筛选出解淀粉芽孢杆菌fenC基因敲除突变株BA-16-8-Δfen。通过高效液相色谱(high performance liquid chromatography,简称HPLC)分析、质谱鉴定和抑菌性试验检测敲除fenC基因对解淀粉芽孢杆菌防治青霉病的影响。结果表明,与野生株相比,突变株菌株细胞及其所产抗生素脂肽对扩展青霉的防治效果显著降低。说明丰原素在解淀粉芽孢杆菌BA-16-8防治青霉病中发挥主要作用。     

克雷伯肺炎杆菌2,3-丁二醇合成途径功能基因研究

克雷伯肺炎杆菌2,3-丁二醇合成相关基因形成bud操纵子,其中budB编码乙酰乳酸合成酶,budC编码丁二醇脱氢酶。除了bud操纵子中的基因外,在缬氨酸合成途径中ilvB和ilvI也编码乙酰乳酸合成酶,dhaD、gldA和acyI三个脱氢酶都报道具有丁二醇脱氢酶活性。但是这些基因编码的酶蛋白对菌株合成2,3-丁二醇的贡献并不清楚。本文分别构建了budB、ilvB、ilvI单突变株,和kp-ΔbudC-ΔdhaD-ΔgldA-Δacyl四基因突变株,通过批次发酵实验对这些菌株的生理特性进行了研究。结果显示ilvB和ilvI基因突变对于2,3-丁二醇合成无明显影响,而budB突变株丧失2,3-丁二醇合成能力,表明budB编码的酶蛋白是2,3-丁二醇合成途径中唯一的功能性乙酰乳酸合成酶。kp-ΔbudC-ΔdhaD-ΔgldA-Δacyl四基因缺失突变株合成2,3-丁二醇能力相较于kp-ΔbudC有所下降,但仍然能合成2,3-丁二醇,表明dhaD,gldA和acyI编码的酶蛋白对于2,3-丁二醇合成贡献微弱,同时表明细胞中具有丁二醇脱氢酶功能的醇脱氢酶种类较多。     

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B10-26对芝麻的促生防病效果及其定殖能力分析

为了确定解淀粉芽孢杆菌B10-26的生防效果与定殖能力,采用浸种法、灌根法、利福平标记法、PCR法等对其促生作用、防病效果、定殖能力、胞外酶活性、抗生素合成酶相关基因进行检测。结果表明,1×10~8cfu/mL的B10-26发酵液对芝麻种子的萌发率及芝麻幼苗的根长、株高和鲜、干质量都有显著促进作用,其中幼苗干质量增加46. 51%; B10-26发酵液与菜豆壳球孢同时接种芝麻幼苗时,防治效果为37. 2%,而在B10-26发酵液灌根7 d后再接种菜豆壳球孢,防治效果达到61. 1%; B10-26菌株具有植株内部定殖能力,在芝麻植株根部定殖量最高,播种后12 d时达到6. 1×10~4cfu/g;胞外水解酶活性检测结果表明,B10-26菌株可以产生β-1,3-葡聚糖酶、蛋白酶、纤维素酶,不产几丁质酶;对B10-26菌株基因组中抗生素合成相关基因进行检测发现,其具有脂肽类抗生素合成相关基因fenB和srf AD以及聚酮类抗生素合成相关基因baeB。综上,解淀粉芽孢杆菌B10-26具有良好的促生防病及定殖能力,有较好的实际应用价值。     

植物青枯细菌胞外蛋白在致病中作用的研究

 用含有转座子Tn5的铜绿假单胞杆菌PAO1826(pMO75::Tn5,Kmr)诱变我国马铃薯青枯菌小种3号菌株PO41,获得胞外多糖正常产生的接合子6000多个,经SDS-PAGE电泳筛选出胞外蛋白减少1～9种的菌株21株。经测试其中20株为原养型菌株,1株为营养缺陷型菌株。这21株突变株在烟草叶片上呈现典型的过敏性反应。用茎部毛细管滴注法在马铃薯植株上进行致病力测试的结果表明,胞外蛋白发生减少的21株突变株中有20株致病力均不同程度下降,通过分析突变株胞外蛋白缺失种类与致病力强弱的关系,初步确定59.5ku、55ku和47ku的胞外蛋白在青枯菌致病过程中起着十分重要的作用。     

胡萝卜软腐果胶杆菌clpP基因的功能研究

为探索clpP基因对胡萝卜软腐果胶杆菌胡萝卜亚种(Pectobacterium carotovorum subsp.carotovorum,P.c.c)生物学特性及致病性等方面的影响,采用同源重组法构建clpP基因缺失突变体ΔclpP和互补菌株ΔclpP(clpP),测定突变体及互补菌株的运动性、生物膜、抗氧化压力,以及在不同培养基和不同温度下的生长能力、部分致病因子活性及致病性等表型,并采用RT-PCR分析了果胶酸裂解酶(Pel)、纤维素酶(Cel)、蛋白酶(Prt)和坏死诱导蛋白(necrosis-inducing protein,Nip)等相关致病因子的编码基因转录水平变化。结果表明:ΔclpP的运动性无变化,生物膜形成、高温和营养饥渴耐受力及抗氧化压力等均下降;果胶酶、纤维素酶与蛋白酶活性有不同程度降低,酶活性检测平板上水解圈的直径分别比野生株下降19.35%、34.38%和35.00%;ΔclpP的致病性显著下降,离体接种‘黄花马蹄莲’叶片和大白菜叶柄,病斑面积分别比野生株的减小99.00%和99.60%;在4个毒力因子中,qRT-PCR显示:ΔclpP果胶酸裂解酶与纤维素酶mRNA相对表达量为野生菌株的40.00%左右。由此可见,clpP基因对胡萝卜软腐果胶杆菌的生长和致病性具有多方面的决定作用。     

甘蓝黑腐病菌XC_3374基因功能的初步探究

【目的】初步探究XC_3374基因在甘蓝黑腐病菌Xcc8004中的功能,为深入研究甘蓝黑腐病菌Xcc8004中L-天冬酰胺酶的功能奠定基础。【方法】从KEGG数据库内获取XC_3374基因的旁侧序列,通过常规PCR对其进行克隆,同时利用自杀质粒pK18mobSacB通过同源双交换的方法构建了其缺失突变体DM3374并检测其表型。【结果】以引物D3374L-F/D3374R-R扩增,野生型菌株能够扩增出1789 bp的DNA片段,而候选突变体菌株能扩增出1367 bp的片段;以内部引物3374F/3374R扩增,野生型菌株能扩增出332 bp的片段,而候选突变体菌株不能扩增出任何片段,表明目标基因已缺失,缺失突变体DM3374构建成功。平板检测法结果表明,XC_3374基因突变后不影响胞外多糖及胞外酶的合成与分泌。在MMX基本培养基上,突变体菌株能够正常生长,形成的菌落大小与野生型菌株基本相同,表明缺失突变体不是营养缺陷性。游动平板检测结果表明, XC_3374缺失突变体的运动能力比野生型稍强,但差别不明显。采用剪叶法检测缺失突变体的致病性,结果表明,野生型Xcc8004和缺失突变体DM3374 病斑平均长度分别为13.000和11.983 mm,两者致病性无显著差异。【结论】XC_3374基因突变体在胞外多糖、几种胞外酶的合成与分泌、致病性等各种表型与野生型基本一致。     

黄瓜灰霉病菌(Botrytis cinerea)抗感嘧霉胺菌株胞外酶活性比较研究

比较了黄瓜灰霉病菌(Botrytis cinerea)抗感嘧霉胺菌株的胞外酶活性差异。以敏感菌株DT9、中抗菌株SZ5和高抗菌株SZ15为材料,在嘧霉胺药剂处理下测定了胞外酶羧甲基纤维素酶、β-葡萄糖苷酶和果胶酶的活性。结果表明,药剂处理后敏感菌株的胞外酶活性均升高,抗性菌株的胞外酶活性均降低。由此可见,黄瓜灰霉病菌对嘧霉胺产生抗性后,抗性菌株胞外酶活性发生了变化。