稻黃單胞菌碳代謝和hrp基因間調控關聯性及機理研究

《稻黃單胞菌碳代謝和hrp基因間調控關聯性及機理研究》是依託上海交通大學，由陳曉斌擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：稻黃單胞菌碳代謝和hrp基因間調控關聯性及機理研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：陳曉斌
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

稻黃單胞菌引起重要致災白葉枯病和條斑病。稻黃單胞菌為了寄生致病水稻，可藉助hrp基因簇形成的三型分泌系統分泌（T3S）的效應蛋白（T3SEs），從水稻中獲得營養。前期發現，水稻條斑病菌糖酵解途徑的fbaB基因突變影響hrpG、hrpX和hrpE基因的表達，HrpX對fbaB基因具有反饋調控作用，為揭示碳代謝途徑對T3S的調控作用，擬利用轉錄組學和gusA報導體系，篩選受FbaB影響的hrp調控子，闡明這些調控子對hrpG、hrpX和hrpE的調控關係；通過Northern雜交和EMSA途徑，闡明調控子對hrpG、hrpX和hrpE轉錄或轉錄後的調控作用；利用EMSA分析HrpX對fbaB啟動子的結合作用；利用轉錄組學數據，分析hrpG、hrpX和hrpE缺失後碳代謝有變化的基因。稻黃單胞菌-水稻互作中的碳源代謝與T3S的關聯性分析，對於揭示稻黃單胞菌的寄生性和致病性機理具有重要的科學意義。

結題摘要

稻黃單胞菌引起重要致災白葉枯病和條斑病。稻黃單胞菌為了寄生致病水稻，可藉助hrp基因簇形成的III型分泌系統（T3SS）分泌效應蛋白，從水稻中獲得營養。前期發現，水稻條斑病菌糖酵解途徑的fbaB基因突變影響hrpG、hrpX和hrpE基因的表達，HrpX對fbaB基因具有反饋調控作用，但是，調控關係和分子機理未知。本研究構建了5個PTS基因的突變體，明確了2個果糖PTS基因fruA和fruK涉及正調控Xoc的毒性。利用轉錄組學，分析了fbaB和hrpE基因突變體後差異表達的基因。通過Tn5轉座子介導的突變體庫，鑑定了7個基因調控fbaB的轉錄表達，分析了這些基因在Xoc致病性中的作用，發現其中4個基因的突變體，Xoc在寄主水稻上的毒性顯著降低。發現vemR基因涉及正調控fbaB基因的表達，研究結果表明，vemR是Xoc在寄主水稻上致病性和非寄主菸草上激發HR反應所必需的；vemR基因缺失顯著影響Xoc的遊動性、胞外多糖的產量和細菌的形態；VemR的互作蛋白AtoC能夠磷酸化VemR，vemR基因也涉及正調控hrcC、hrcV、hrpD6、hpaB及hrpG等5個hrp基因的表達。同時，研究也發現HrpD5涉及反饋調控hrpX的表達以及碳代謝的抑制子RsmA正調控hrp基因的轉錄表達。這些研究結果為稻黃單胞菌-水稻互作中的碳源代謝與T3S的關聯性分析提供了新的線索，對於揭示稻黃單胞菌的寄生性和致病性機理具有重要的科學意義。