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《中国农业科学院》 2018年
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水稻白叶枯病菌应答邻香豆酸的转录组学分析

范素素  
【摘要】:传统抗生素通常以细菌生存的关键因素为作用靶标,导致细菌抗药性的产生越来越普遍和严重。因此,靶向细菌毒性因子、而不影响细菌的生长,成为抗菌药物研发的新思路和新途径。细菌Ⅲ型分泌系统(T3SS)是革兰氏阴性病原细菌中的关键毒性因子,已经成为了研发新型药物的理想靶标之一。前期工作中我们鉴定了TS006(邻香豆酸)、TS010、TS015和TS018共4种对水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)的T3SS有抑制作用的酚类化合物,但是它们的作用机制和靶标蛋白尚不清楚。本研究中我们选取了4种化合物中效果最好的邻香豆酸,对其处理不同时间后的Xoo转录组水平进行了分析。结果显示,在邻香豆酸处理后的30min,Xoo的T3SS基因表达水平已经被显著抑制,并且在处理后的1h,3h和6h被持续抑制。邻香豆酸对Xoo基因组整体转录水平有显著的影响,4个时间段中DEG数量均占总基因簇数量的20%左右,其中对代谢途径的影响最为富集,包括铁离子的转运,能量转移和氧化还原反应过程等等。从4组DEG的GO和KEGG分析结果可以看出,虽然4个时间段中T3SS相关基因均被显著抑制,但其余DEG具有较大差异,在30min阶段,病原菌可能处于应激状态,并在处理后的6h逐渐达到稳定。本研究中鉴定到了由一个MarR家族蛋白调控的多药物转运蛋白基因簇,已有很多研究表明MarR家族蛋白与细菌对抗生素的外排转运有关,且参与了病原菌致病性的调控。该基因簇中同时包括两个多抗药性转运蛋白和一个MFS家族转运蛋白,该基因簇4个基因在检测的4个时间段均被显著地诱导表达,显示邻香豆酸可能也是该基因簇的识别化合物之一。并且TS010、TS015和TS018也对该基因簇的表达具有诱导作用,而前期发现的T3SS诱导剂TS032对该基因簇的表达没有影响。对该基因簇的调控基因PXO_RS13760进行缺失突变发现,尽管该基因簇在Xoo应答邻香豆酸的过程中具有重要作用,但是并未直接参与对T3SS的调控。
【学位授予单位】:中国农业科学院
【学位级别】:博士后
【学位授予年份】:2018
【分类号】:S435.111.47

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