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水稻条斑病菌hrcQ基因的功能以及hrpG在稻黄单胞菌两个致病变种中的互置性

张鼎鼎  
【摘要】:水稻条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzicola, Xoc)属于革兰氏阴性植物病原细菌,侵染水稻引起细菌性条斑病(bacterial leaf streak, BLS),是东南亚国家和中国水稻上的重要细菌病害。水稻条斑病菌的hrcQ基因在动植物病原细菌中高度保守。不同植物病原细菌的HrcQ蛋白因在N端有变化,推测可能与分泌的效应分子特异性有关。水稻条斑病菌HrcQ蛋白对Ⅲ型分泌装置的(type III secretion system, T3SS)形成以及对效应分子的分泌性影响还不清楚。本研究利用同源重组方式获得了水稻条斑病菌hrcQ基因的敲除突变体,其丧失了在烟草上激发过敏反应(HR)的能力和在水稻上的致病性。hrcQ基因与水稻细胞互作时受诱导表达。蛋白质-蛋白质互作结果显求,HrcQ可分别与Hpa1、HrcN、HrpB5和HrpB2互作。分泌性检测发现,HrcQ不通过T3SS分泌至胞外。hrcQ基因突变,影响Hpal和HrpB2蛋白分泌。这些结果表明,HrcQ蛋白是形成Ⅲ型分泌装置的基本组分,并通过帮助Hpal和HrpB2等T3SS效应因子的分泌,从而影响病菌在非寄主上的HR和在水稻上的致病性。这为进一步分析水稻黄单胞菌T3SS的形成和分泌机制奠定了基础。 hrpG和hrpX是水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xoo)和条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzicola, Xoc)主要的hrp调控基因,控制着编码Ⅲ型分泌装置组分蛋白(type III secretion system,T3SS)基因和效应基因的表达,决定于病原菌在寄主植物上的致病性和在非寄主植物上的HR反应(hypersensitive response, HR)本研究对这两个致病变种的hrpG和hrpX进行了功能互置的研究,结果显示Xoc和Xoo的hrpX能够进行功能互置;Xoc的hrpG互补进Xoo的hrpG突变体,能够恢复突变体在寄主水稻上的致病性和在非寄主烟草上激发HR反应的能力至野生型水平;Xoo的hrpG互补进Xoc的hrpG突变体后,无法恢复其在寄主植物上的致病性和在非寄主烟草上激发HR的能力,但是并不影响下游hrpX, hrcT、hpa2、hrpD6和hpaR基因的转录表达,也不影响胞外蛋白酶的分泌,这些证据暗示:Xoo和Xoc的hrpX具有相同的功能,能够进行互相置换,Xoc的hrpG除具有Xoo hrpG的功能外,还控制另外一些未知基因的表达,且这些基因的表达不受Xoo hrpG的调控,为揭示这两种病原菌组织特异性的侵染机制提供了线索。


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1 张鼎鼎;邹丽芳;赵梅勤;邹华松;陈功友;;hrcQ基因决定水稻条斑病菌在非寄主烟草上的过敏性反应和在寄主水稻上的致病性[J];中国水稻科学;2011年01期
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