一个用于体外鉴定野油菜黄单胞菌Ⅳ型效应物的报告质粒的构建

许多革兰氏阴性植物病原细菌通过型分泌系统(T3SS),将效应物蛋白分泌并转运进入植物体内,从而引起植物发病或过敏反应。效应物是病原细菌和植物分子互作的关键物质。全基因组筛选鉴定型效应物蛋白并研究其功能,对于解明病原菌的致病机理、寄主范围和进化具有重要意义。利用avrBs1作为报告基因,将其过敏反应诱导结构域(AvrBs159-444)克隆到不含启动子的穿梭质粒pLAFR6上,构建一个用于型效应物转运体外鉴定的报告质粒pLJB,并以已经鉴定为效应物基因的XC-1553的启动子验证该报告质粒,证明pLJB工作正常。该报告质粒为进一步进行全基因组筛选鉴定野油菜黄单胞菌型效应物提供材料。     

一个可用于鉴定野油菜黄单胞菌正向调控hrpX基因的报告质粒的构建

过敏性反应与致病性基因(hrp)所编码的Ⅲ型分泌系统(T3SS)是植物病原细菌的决定性致病因子。在黄单胞菌属中,HrpG是目前已知的hrp基因表达的最高层面的调节蛋白,至今尚未鉴定到野油菜黄单胞菌调控hrpG表达的基因。本研究利用hrpX启动子和蔗糖敏感型sacB基因构建了hrpX表达报告质粒。实验结果表明该报告质粒可用于筛选鉴定正向调控野油菜黄单胞菌hrpX表达的基因。该报告质粒的构建,为研究hrp基因表达调控机制,揭示植物病原细菌的致病机制提供了有效的材料。     

野油菜黄单胞菌XC3813报告质粒的构建及其表达的初步分析

野油菜黄单胞菌野油菜致病变种（简称Xcc）是引起十字花科作物发生黑腐病的病原菌,在以前的研究中,证实了Xcc8004菌株基因组中一个包含三个基因XC3813-3815的新位点与致病性和胞外多糖（EPS,又称黄原胶）合成有关。将XC3813的启动子与报告基因gusA融合,构建XC3813的报告质粒pRE3813gus。通过分析报告质粒在致病相关基因rpfC、opsX和clp的突变体背景下的表达,发现rpfC和opsX的失活可使报告基因的表达分别降低42．8％和55．7％。这表明XC3813的表达可能直接或间接受rpfC和opsX基因的影响。     

野油菜黄单胞菌hpa2基因的突变和功能分析

利用自杀质粒pK18mob诱变野油菜黄单胞菌Xcc8004的hpa2基因,获得整合突变体PK3001。致病性和过敏反应检测发现,hpa2突变体PK3001过敏反应完全丧失,但致病性无明显变化。利用gus报告基因和RT-PCR检测hpa2基因的表达调控,结果表明,hpa2基因在基本培养基上高表达,且受hrpG、hrpX正向调控。     

互补野油菜黄单胞菌野油菜致病型T113突变体胞外多糖产生的DNA片段的克隆

以从野油菜黄单胞菌野油菜致病型（Ｘａｎｔｈｏｍｏｎａｓｃａｍｐｅｓｔｒｉｓｐｖ．ｃａｍｐｅｓｔｒｉｓ）胞外多糖突变体Ｔ１１３中克隆的含转座子Ｔｎ５ｇｕｓＡ５及其两侧相邻序列的１２．３ｋｂＥｃｏＲＩＤＮＡ片段为探针,从野生型菌株８００４中克隆到与突变位点相对应的６．５ｋｂＥｃｏＲＩ片段,克隆于载体ｐＬＡＦＲ３上的该片段能反式互补突变株Ｔ１１３的胞外多糖产生,说明该片段上含有至少一个与胞外多糖产生有关的基因。     

不同接种浓度对野油菜黄单胞菌野油菜致病变种胞外多糖突变体致病性的影响

利用转座子 Tn5gus A5诱变和标记置换方法 ,构建了野油菜黄单胞菌野油菜致病变种( Xanthomonas campestris pv.campestris)系列标记置换突变体 ,其中 6个突变体的胞外多糖产量显著降低。致病试验结果表明 ,胞外多糖产量对 Xcc的致病性有明显的影响 ,不同接种浓度对 Xcc胞外多糖突变体致病性亦有明显影响。     

野油菜黄单胞菌XC3813-3815基因启动子的定位分析

野油菜黄单胞菌野油菜致病变种（简称Xcc）是十字花科作物黑腐病的病原菌,同时也是发酵工业生产黄原胶的菌种。在以前的工作中,证实了Xcc8004菌株基因组中一个包含XC3813-3815三个基因的新位点与致病性和胞外多糖（EPS,又称黄原胶）合成有关。本工作通过PCR合成包含相应ORF及其上游不同长度的DNA片段,并克隆于不带启动子的质粒载体pLAFR6后,将所获的重组质粒互补相应的突变体。通过这一功能互补的方法,确定了这三个基因在其ORF上游约50bp内分别拥有自身的启动子。     

胞外多糖对野油菜黄单胞菌野油菜致病变种气孔入侵能力的影响

利用 Tn5gus A5插入诱变和标记置换等分子遗传学方法 ,构建了野油菜黄单胞菌野油菜致病变种 ( Xanthomonas campestris pv.campestris) 80 0 4菌株的系列突变体。其中有 6个突变体的胞外多糖产量显著降低。将它们喷雾接种寄主植物萝卜时 ,有 2个突变体仍具有一定的致病性 ,4个突变体无致病性。结合扫描电镜观察 ,我们认为胞外多糖产量影响着该病菌气孔入侵能力     

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。     

野油菜黄单胞菌6-磷酸果糖激酶基因的初步分析

6-磷酸果糖激酶是糖酵解途径中的关键酶,它催化糖酵解途径中第一个不可逆反应。本研究利用pK18mobsacB自杀质粒采用同源双交换的方法对野油菜黄单胞菌Xcc8004中的6-磷酸果糖激酶基因（XC_0872）进行缺失突变,获得无标记的缺失突变体DM0872。表型检测结果显示DM0872突变体不影响野油菜黄单胞菌对葡萄糖和果糖的利用,不影响胞外多糖的合成,也不影响其致病性。该结果显示糖酵解途径在野油菜黄单胞菌的地位并不重要。另外,我们利用RT-PCR方法检测了XC_0872的转录情况,结果显示XC_0872在Xcc8004中是转录的。而之前曾有报道称黄单胞菌中无法检测出6-磷酸果糖激酶活性,这表明XC_0872进行了转录后调控从而使6-磷酸果糖激酶活性受到限制。本研究为野油菜黄单胞菌中糖酵解途径的调控提供了理论依据,对揭示野油菜黄单胞菌中该途径的调控机制具有一定的意义。     

互补野油菜黄单胞菌野油菜致病型T113突变体胞外多糖产生的DNA …

以从野油菜黄单包菌野油菜致病型（Ｘａｎｔｈｏｍｏｎａｓｃａｍｐｅｓｔｒｉｓｐｖ．ｃａｍｐｓｔｒｉｓ）胞外多糖突变体Ｔ１１３中克隆的含转座子Ｔｎ５ｇｕｓＡ５及共两侧相邻序列的１２．３ｋｂＥｃｏＲＩＤＮＡ片段为探针,从野生型菌株８００４中克隆以与突变位点的相对应的６．５ｋｂＥｃｏＲＩ片段,克隆于载体ｐＬＡＦＲ３上的该片段能反式互补突变株Ｔ１１３的胞外多糖产生,说明该片段上有含有至少一个与胞外多糖产生的     

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8004菌株hrp基因簇侧翼序列大片段缺失突变体的构建及表型分析

野油菜黄单胞菌野油菜致病变种（Xanthomonas campestrispv．campestris，简称Xcc），是一类能在全球范围引起十字花科植物黑腐病的γ变形菌纲细菌。该菌有一个长41．7kb的Hrp致病岛，包含41个开放阅读框（0RF）。Hrp致病岛5’端边界为ISl479插入元件，3’端边界为ISl595插入元件。G＋C含量为62．3％，明显低于全基因组64．9％的G＋C含量。根据基因类型，将该致病岛分为三个区段：位于致病岛中心区的hrp基因簇、及其左侧翼的假定基因区段（HGR）和右侧翼的降解酶类基因区段（EGR）。HGR长7．4kb，注释蛋白编码基因6个，全部为功能未知的假定基因。EGR长9．3kh，注释蛋白编码基因8个，其中6个为降解酶类基因。为了鉴定hrp基因簇侧翼序列的功能，采用标记置换的突变方法，将Xcc 8004的hrp基因簇右侧翼EGR片段缺失。该突变体8004△R对寄主植物的致病力比野生型菌株显著降低，而在非寄主植物辣椒ECW-10R上仍能引起过敏反应。该突变体其它的致病相关生化因子，如胞外多糖产量和胞外酶的活力均未受明显影响。实验结果表明EGR区段的缺失不影响三型分泌系统的正常功能，也不影响该菌在基本培养基上的生长，但使Xcc的致病力明显降低，提示Xcc8004菌株hrp基因簇右侧翼序列中存在与致病相关的基因。     

野油菜黄单胞菌中6-磷酸海藻糖合成酶注释基因的功能鉴定

6-磷酸海藻糖在微生物碳代谢调节及抗逆生理中起着极其重要的作用。在野油菜黄单胞菌野油菜致病变种(Xanthomonas campestris pv.campestris,Xcc)8004菌株的基因组中,XC1076注释为6-磷酸海藻糖合成酶。利用突变和表型检测技术,对XC1076进行功能鉴定,结果显示,XC1076的Tn5gusA5插入突变体006B12,在含3%NaCl的NYGB培养基中生长明显缓慢,在含葡萄糖为惟一碳源的NCM培养基中几乎不能生长,反式互补能够基本恢复野生型表型,这说明XC1076与碳代谢调控和抗高渗有关。这些表型实验结果揭示,XC1076的ORF编码的蛋白具有6-磷酸海藻糖合成酶活性。致病生化因子检测显示,XC1076与Xcc胞外酶和胞外多糖的分泌无关。     

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。     

一个新的体外快速鉴定十字花科黑腐病菌Ⅲ型效应物的报告质粒的构建

植物病原菌侵染寄主的过程就是病原菌和寄主植物相互作用的过程。在这个相互作用过程中,Ⅲ型分泌系统和Ⅲ效应物与病原菌致病密切相关。大部分革兰氏阴性植物病原菌通过Ⅲ型分泌系统定向的把效应物蛋白传递到宿主细胞,效应物蛋白进入植物体引起致病或过敏反应。本研究将百日咳杆菌的腺苷酸环化酶基因连接至含启动子的pLAFRJ载体上,从而构建出一个新的体外快速鉴定Ⅲ型效应物的报告质粒pJ-JA,并用已鉴定为Ⅲ型效应物基因的十字花科黑腐病菌XC1553的启动子和信号区验证该报告质粒,证明这个系统是可以工作的。该报告质粒为进一步精确筛选鉴定十字花科黑腐病菌Ⅲ型效应物提供了材料。     

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。     

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。     

含有增强型绿色荧光蛋白报告子的载体系统的构建

将增强型绿色荧光蛋白基因编码序列克隆到不含启动子的载体pLAFR6上,构建报告质粒pLZY。将野油菜黄单胞菌的已知效应物基因xopXccN启动子和分泌转运信号区序列克隆到pLZY,重组质粒导入野油菜黄单胞菌,阳性克隆细胞在荧光显微镜下呈现绿色荧光。阳性克隆接种萝卜叶片,在共聚焦激光扫描显微镜下检测观察到在植物细胞内发荧光,而含有pLZY的野油菜黄单胞菌对照菌株菌体和植物细胞内都检测不到绿色荧光,证明报告质粒pLZY工作正常。该报告质粒为研究目的基因在不同宿主中的表达和研究植物病原细菌Ⅲ型效应物蛋白的植物亚细胞定位提供了材料。     

利用酵母双杂法鉴定水稻白叶枯病菌Ⅲ型效应物寄主靶标初探

水稻白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo）引起的水稻白叶枯病是世界水稻生产中最严重的细菌性病害之一。前期研究发现Xoo PXO99A中一个编码Ⅲ型效应物的PXO_03420（hpaF）基因与病菌游动性、致病性和致敏性有关,为探讨hpaF基因编码产物在病菌与日本晴水稻中的互作关系,本研究采用Matchmaker酵母双杂交系统构建了日本晴水稻叶片高质量cDNA文库,文库重组率为87.6%,滴度为2.57×10^6pfu/mL。将文库与构建的Y187/pGBKT7_03420诱饵进行酵母双杂交,共得到26个阳性克隆。通过对阳性克隆测序所得结果进行结构域分析,初步鉴定HpaF与水稻叶片中具有WHY或PRK结构域的两个蛋白存在互作关系。本研究结果为进一步研究hpaF基因的功能奠定了基础。