7种检疫性植物病原黄单胞菌III型分泌系统和效应蛋白编码基因的差异性分析

 γ-变形菌纲(γ-Proteobacteria)的黄单胞菌属(Xanthomonas)的大多数种类可引起植物病害,多数是我国检疫对象。与其他革兰氏阴性植物病原细菌一样,植物病原黄单胞菌可通过高度保守的III型分泌系统(type-III secretion system, T3SS)分泌效应蛋白(T3SS-secreted effectors, T3SEs)进入植物细胞,在非寄主植物和抗病寄主植物上产生过敏反应(hypersensitive response, HR)以及在感病寄主植物上具有致病性。尚不清楚哪些种类的黄单胞菌具有T3SS和缺少哪些T3SE是否可作为检疫的依据。搜集7种检疫性植物病原黄单胞菌,通过PCR和Southern杂交试验结果发现:香蕉细菌性青枯病菌(X. campestris pv. musacearum)的ICMP287和ATCC49084菌株、甘蔗流胶病菌(X. axonopodis pv. vasculorum)ATCC13901菌株、洋葱细菌性叶枯病菌(X. axonopodis pv. allii)的LMG576和LMG578菌株中不含有tale基因,并且ATCC13901菌株既不含有T3SS基因也不含有hpa1和xopQ基因;菜豆细菌性疫病菌(X. campestris pv. phaseoli)ATCC49119菌株不含有hpa1基因。相应地,推测含有2~12个tale基因的黄单胞菌有:大豆斑疹病菌(X. axonopodis pv. glycines)ICMP5732和ATCC43911菌株、豌豆细菌性疫病菌(X. axonopodis pv. vignicola)ATCC11648菌株、棉花细菌性角斑病菌(X. campestris pv. malvacearum)ATCC12131和(X. campestris pv. phaseoli)ATCC49119菌株。大豆细菌性斑疹病菌ATCC43911菌株尽管含有hpa1、xopQ和hrcC基因,但在非寄主烟草上不能激发HR反应;而甘蔗流胶病菌ATCC13901菌株不含有hpa1、xopQ和hrcC基因,却激发烟草产生HR反应。这些结果对于分析比较不同植物病原黄单胞菌的致病性因子和设计特定的植物检疫靶点提供了科学线索。     

水稻白叶枯病菌群体感应系统对T3SS基因表达的调控作用分析

 为了阐明水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xoo)利用DSF信号群体感应(QS)系统对毒性表达进行调控的机理,本研究对编码QS的rpf基因进行了分子鉴定, 分析了Δrpf基因突变体在水稻叶组织中的种群量变化, 利用RT-qPCR方法定量测定了编码T3SS的hrp基因转录本以及rpf基因自身表达。结果表明,rpfF、rpfC和rpfG基因与几种主要植物病原黄单胞菌同源序列高度保守;RpfF是烯脂酰辅酶A水合酶家族成员之一,RpfC含有组氨酸磷酸激酶结构域(HisKA)和磷酸受体结构域(REC),RpfG含有REC和HD-GYP结构域;Δrpf突变体在水稻叶组织中的种群量及其扩展能力均明显下降; hrp基因转录显著地受到QS调控;rpf基因表达与Xoo种群密度密切相关。因此,Xoo QS系统显著地调控了hrp基因的表达,在QS与T3SS表达之间存在一个信号通路。     

木质部次生细胞壁增厚参与疣粒野生稻对黄单胞杆菌水稻变种的抗性

 黄单胞杆菌水稻变种（Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo）引起的水稻白叶枯病是一个世界性的严重病害。疣粒野生稻（Oryzae meyeriana）对Xoo具有高度抗性,但其抗性机制仍不清楚。本文以抗病的疣粒野生稻和感病的水稻品种大粒香为材料,研究了Xoo侵染对叶片病斑、叶绿体超微结构、光合系统活性和木质部超微结构的影响。结果表明,多种Xoo生理小种导致的疣粒野生稻叶片病斑长度都明显短于大粒香叶片的病斑长度。Xoo病菌侵染显著破坏了大粒香的叶绿体结构,明显抑制了其光合活性,而疣粒野生稻中的变化要轻得多。通过电镜切片,发现疣粒野生稻叶片导管内存在大量的Xoo病菌,这表明Xoo能够侵染疣粒野生稻且能够在叶片内增殖。病菌的侵染诱导了疣粒野生稻木质部次生细胞壁的增厚,抑制了病菌通过导管纹孔向邻近细胞的进一步侵染,这种反应可能参与了疣粒野生稻对Xoo的抗性。     

干热处理对蔬菜种子质量的影响及其杀菌效果研究

有效控制蔬菜种传病害是蔬菜生产中一个广泛关注的问题.以瓜类作物种子(北京202黄瓜、抗病新先锋西瓜、蜜农六号甜瓜)和白菜种子(京春白、京春黄、新奶白、乌塌菜)为材料,研究了干热处理方法对去除十字花科蔬菜种子黑腐病菌的效果,以及对种子质量的影响.结果表明,适宜的干热处理方法能极大地减少白菜种子上黑腐病菌的带菌量,白菜京春...     

一品红细菌性叶斑病菌在中国的风险分析

[目的]对一品红细菌性叶斑病菌在我国的风险性进行分析,明确其危险性。[方法]根据国际植物检疫措施标准（ISPM）规定的有害生物风险性分析（PRA）程序和全国农业植物检疫性有害生物评估指标体系,对一品红细菌性叶斑病菌在我国的风险性进行定性、定量分析。[结果]其综合风险值R为2.18,具有高度危险性。[结论]根据定性和定量分析结果,提出了相应的风险管理措施方案,并对这些方案的有效性、可行性和对贸易的影响进行了分析和评价。     

柑橘溃疡病菌抗铜相关基因copA和 copB的克隆及原核表达

 以柑橘溃疡病菌DNA为模板,对抗铜相关基因copA和copB进行了PCR扩增和克隆,获得了大小分别为1 782 bp 和1 095 bp的目标片段。构建了这2个基因的原核表达载体 (pET-copA和pET-copB),并在大肠杆菌 [Escherichia coli BL21(DE3)] 中成功诱导表达。利用原核表达的融合蛋白免疫大耳白兔,制备了抗copA和copB原核表达蛋白的多克隆抗体。用间接ELISA法测定了所制备的多克隆抗体的效价均为1∶6 400。用所制备的抗体分别对copA和copB的原核表达产物进行Western blot分析的结果显示,在相应位置产生了较强的免疫反应条带,表明所制备抗体能特异性地与相应的抗原发生免疫反应。     

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。     

A Non-Marker Mutagenesis Strategy to Generate Poly-hrp Gene Mutants in the Rice Pathogen Xanthomonas oryzae pv.oryzicola

Xanthomonas oryzae pv.oryzicola (Xoc),the critical pathogen causing bacterial leaf streak in rice,possesses a hrp cluster that is responsible for triggering hypersensitive response (HR) in non-host tobacco and pathogenicity in host rice,and is considered to be one of the model pathogens in the rice model plant.Here,we developed a high-throughput mutagenesis system using a two-step integration mediated by a novel suicide vector pKMS1.It was used to generate single or poly-gene mutants of hpa1,hpa2,hrcV,hrpE,hpaB,and hrpF gene for functional analysis.In total,five single,four double,and two triple hrp gene mutants were constructed.The double and triple hrp gene deletion mutants triggered novel phenotypes in planta.Our data suggest that pKMS1 is a useful tool for non-marker mutagenesis of multiple genes in Xoc.     

木薯细菌性枯萎病病原菌致病力差异及其胞外酶活性的研究

为寻找与致病性有关的生化因子,在含有酶基质的培养基上测定12株木薯细菌性枯萎病菌(Xanthomonas axonopodis pv.manihotis Vauterin,Kertrin& Swings,简称X am)5种胞外酶的活性,并结合菌株接种后的病斑平均面积进行相关性分析.结果显示,供试菌株的胞外淀粉酶与病斑面积呈正相关,其酶活性与病斑面积的回归方程为:y=0.0426x+4.9522,r值为0.9789,菌株的胞外酯酶和纤维素酶活性与病斑面积相关性不明显,没有检测到菌株胞外蛋白酶和胞外果肢酶的活性.菌株胞外淀粉酶在致病过程中起着比较重要的作用.