胡萝卜软腐果胶杆菌致病相关基因的筛选及功能分析

【摘要】胡萝卜软腐果胶杆菌（Pectobacteriumcarotovorumsubsp.carotovorum,Pcc）是一种重要的植物病原菌,能够在彩色马蹄莲等寄主上引起严重的细菌性软腐病。细胞壁降解酶,如果胶裂解酶、纤维素酶和蛋白酶等,被认为是Pcc的主要致病因子。Pcc引起的软腐病已经给全世界农业带来严重的经济损失,因此对病原菌致病机制的研究已显得越来越重要。本实验室前期研究发现6-磷酸葡萄糖脱氢酶（glucose-6-phosphate1-dehydrogenase,Zwf,PC11832）和天冬氨酸裂解酶（aspartateammonia-lyase,AspA,PC10506）在PccSl与黄花马蹄莲（Zantedeschiaelliotiana）互作时上调表达。本研究通过研究zwf和aspA基因的单交换突变体和双交换突变体的致病性,发现与PccS1相比,zwf和aspA基因的单交换突变株致病力显著降低,而双交换突变株致病力与野生型基本一致。通过对PccS1菌株全基因组序列进行分析,发现zwf基因的同向下游基因为2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸醛缩酶基因（2-keto-3-deoxy-6-phosphogluconatealdolasegene,eda,PC11833）,并且Eda是ED代谢途径的两个关键酶之一。本研究采用同源重组法成功构建缺失突变菌株Δeda和互补菌株Δeda（eda）,突变体的表型分析结果表明,当乙酸钠作为唯一碳源时,Δeda不能正常生长,而野生型生长良好,Δeda在LB和MMX培养基中生长速率与PccS1基本一致；Δeda对感病寄主黄花马蹄莲和大白菜的致病力显著降低,病斑面积分别下降80.35%和97.51%；突变体的果胶酶形成能力明显降低,果胶酶检测平板的水解圈面积下降59.9%；在转录水平上,调控基因kdgR,hexA和rsmA出现上调表达,果胶酶基因pel和peh的转录表达水平明显降低。因此,zwf基因单交换子致病力降低可能是由于影响了eda基因的表达；而eda对kdgR表现负调控作用,当eda缺失后,kdgR表达上调,pel、peh等受KdgR负调控的基因被抑制,Δeda致病力下降。同样利用同源重组基因敲除技术,获得了aspA基因的下游基因缺失突变菌株ΔdcuA,ΔcutAl和AcycZ。本研究测定了突变体的运动性、生物膜的形成、胞外酶活性和致病性等表型,与野生型相比,除过氧化氢耐受性和生物膜均有提高外,其它表型均与PccS1相似。表明dcuA,cutAl和cycZ基因的缺失突变并不影响菌株PccS1的致病能力,同时也表明aspA基因单交换子致病性的下降与下游基因关系性较小。
【作者】杜硕；
【导师】范加勤；
【作者基本信息】南京农业大学，植物病理学，2013，硕士
【关键词】胡萝卜软腐果胶杆菌；eda,dcuA,cutA1和cycZ基因；致病性；

【参考文献】
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