水稻白叶枯病菌鞭毛基体基因fliExoo缺失突变分析     

傅本重  吴茂森  陈华民  何晨阳 《植物病理学报》2010,40(1):33-39

 为了阐明水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae,简称Xoo)鞭毛基体组分蛋白基因fliExoo的生物学功能,本研究用Gm^R抗性基因标记交换法成功构建了基因缺失突变体△fliExoo。与野生型菌株PXO99^A相比,△fliExoo鞭毛缺失,菌体易沉降,在0.3%半固体培养基上运动能力明显降低;尽管生长速率和胞外纤维素酶活性无明显变化,但胞外多糖产生和生物膜形成能力明显下降;对水稻品种日本晴的致病性和对非寄主烟草的致敏性反应明显减弱。基因互补可以使上述突变表型恢复。因此,鞭毛基因fliExoo突变不仅影响了细菌鞭毛依赖的运动性,而且对病原菌毒性相关的表型也产生了影响。  相似文献   

水稻白叶枯病菌转录调控因子基因fleQxoo和σ⁵⁴因子基因rpoNxoo的分子鉴定   总被引：3，自引：1，他引：2  

张静  许景升  吴茂森  何晨阳 《植物病理学报》2008,38(5):449-455

 为了阐明水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,简称Xoo)鞭毛生物合成及运动性的调控机理,本研究首先通过基因克隆、序列分析、缺失突变及表型测定,对转录调控因子fleQxoo和编码σ⁵⁴因子的基因rpoNxoo进行了分子鉴定。通过基因特异性扩增,成功地从Xoo菌株PXO99^A中克隆了fleQxoo和rpoNxoo。其基因序列与其它黄单胞病原菌中的同源序列高度保守。FleQxoo是NtrC家族激活蛋白成员之一,具有与σ⁵⁴作用的结构域和DNA结合保守结构域(HTH)。用标记交换法构建了△fleQxoo和△rpoNxoo基因缺失突变体。与PXO99^A相比,△fleQxoo和△rpoNxoo鞭毛产生能力丧失,运动性减弱,基因互补可以使之恢复;但其胞外纤维素酶和木聚糖酶活性以及对烟草叶片组织的致敏性无明显改变。因此,FleQxoo和σ⁵⁴主要参与了鞭毛生物合成及其运动性的调控。  相似文献   

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     

霍欢  孙蕾  田芳  陈华民  何晨阳 《植物病理学报》2012,42(6):620-625

 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。  相似文献   

水稻转录因子OsBTF3对不同病原菌和信号分子的基因表达反应   总被引：5，自引：0，他引：5  

李广旭  吴茂森  何晨阳 《植物病理学报》2009,39(3):272-277

 转录因子基因OsBTF3在水稻品种日本晴悬浮细胞中受白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)诱导表达。为了阐明OsBTF3在水稻叶组织中的表达特征,本研究利用RT-Q-PCR技术,对经3种亲和性病原菌[水稻白叶枯病菌(Xoo)、水稻条斑病菌(Xooc)和稻瘟病菌(Mg)]接种和4种信号分子[脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯(MeJA)、乙烯(ETH)]诱导处理的水稻叶片中OsBTF3的转录本进行了定量分析。结果表明,OsBTF3对Xoo、Xooc和Mg侵染的基因表达反应均显著地受到诱导,但反应速度和强度略有差异。而4种信号分子对OsBTF3表达的诱导作用差异较大,ABA诱导活性最强,MeJA和ETH次之,SA诱导作用不显著。因此,OsBTF3基因表达不仅具有病原菌Xoo、Xooc和Mg的诱导性,而且也具有信号分子MeJA、ETH和ABA的应答性。  相似文献   

2个适于水稻条斑病菌致病相关基因转录表达分析的启动子探针载体的构建   总被引：1，自引：0，他引：1  

赵征慧  熊鹂  沈春伟  孙奇博  邹丽芳  陈功友 《植物病理学报》2014,44(5):504-511

 水稻条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzicola, Xoc)为稻黄单胞菌种下的致病变种,引起细菌性条斑病(bacterial leaf streak, BLS),对水稻安全生产构成严重威胁。为准确在水稻条斑病菌中进行致病相关基因的转录表达和调控分析,本研究构建了包含终止子、gusA报道基因和多克隆位点等启动子探针元件的载体pUTG01和pUTG14。选取Xoc的hrpF启动子,构建在pUTG01载体上,将其导入hrpX突变体RΔhrpX中,GUS活性测定结果显示,hrpF基因的表达显著减低,验证了hrpF受HrpX正调控,证实该载体可有效进行基因的转录表达分析;通过双质粒兼容共存策略,在hrpX突变体中同时实现了hrpX基因的功能互补和通过GUS活性定量测定hrpF基因的转录表达分析。该载体系统的建立,为后续分析稻黄单胞菌致病相关基因的表达调控提供了有效的工作系统。  相似文献   

大豆斑疹病菌羧基蛋白酶前体基因的功能分析     

刘霞  卢娉婷  施雅思  陈余晨  王超妮  郭威 《植物病理学报》2019,49(2):174-182

 大豆斑疹病菌(Xanthomonas axonopodis pv. glycines,Xag)具有强烈的胞外蛋白酶活性,然而编码其羧基蛋白酶前体(xanthomonappepsin precursor,Xpp)的xpp基因是否参与Xag的蛋白酶活性与致病性,并不清楚。为了阐明Xpp的作用,通过同源重组技术获得了Xag的xpp基因缺失突变体(NΔxpp),并对其功能进行研究。研究表明:该突变体在寄主大豆上的生长能力和致病力相对于野生型均显著降低;功能互补恢复NΔxpp的植物表型至野生型水平。蛋白酶实验表明,NΔxpp胞外蛋白酶活性相对于野生型并无变化;而且xpp基因异源表达也不具有蛋白酶活性。qRT-PCR结果显示,DSF(diffusible signal factor)信号通路及Clp(Crp-like protein)显著负调控xpp基因的转录表达;与大豆汁液互作时xpp基因受诱导表达,并受HrpX和HrpG正调控。这些结果说明:xpp基因不参与Xag的蛋白酶活性,但其是病原菌在寄主大豆上具有致病力所需的。  相似文献   

利用桥梁载体策略构建水稻条斑病菌T3SS基因诱导表达检测体系     

吾尼尔别克·美丽  杨小菲  张翠萍  杨瑞环  李生樟  李逸朗  陈功友  陈晓斌  邹丽芳 《植物病理学报》2019,49(6):846-856

 水稻条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzicola, Xoc)侵染水稻,引起细菌性条斑病(bacterial leaf streak, BLS)。Xoc主要依靠hrp基因簇(T3SS基因)编码的III型分泌系统(type III secretion system, T3SS)将效应蛋白注入水稻细胞中,激发寄主水稻的感(抗)病性。为了准确在Xoc中进行T3SS基因表达调控的分析,本研究设计出桥梁载体策略,将目标基因的启动子或者功能片段构建在高拷贝的桥梁载体,获得融合表达元件,通过亚克隆的方式将融合元件转入骨架载体上,获得用于转录表达和蛋白表达分析的载体。为了验证该策略的可行性,选取hrpG、hrpX和hrcC基因构建了相应的启动子探针载体和蛋白表达载体,将这些载体导入毒性调控子基因trh、lrpX和zur的突变体中,GUS活性测定、荧光定量PCR以及蛋白免疫杂交结果显示:在trh、lrpX和zur的突变体中,hrpG、hrpX和hrcC的转录表达水平、mRNA水平和蛋白表达水平呈现一致。这表明这套桥梁载体策略能够有效应用于T3SS基因转录表达和蛋白表达的分析。综上所述,运用桥梁载体能够克服低拷贝载体DNA遗传操作效率低的缺陷,这一策略也适用于毒性相关基因调控机理的研究,这将为Xoc-水稻互作研究提供高效的工作系统。  相似文献   

利用桥梁载体策略构建水稻条斑病菌T3SS基因诱导表达检测体系     

吾尼尔别克·美丽  杨小菲  张翠萍  杨瑞环  李生樟  李逸朗  陈功友  陈晓斌  邹丽芳 《植物病理学报》1955,49(6):846-856

 水稻条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzicola, Xoc)侵染水稻,引起细菌性条斑病(bacterial leaf streak, BLS)。Xoc主要依靠hrp基因簇(T3SS基因)编码的III型分泌系统(type III secretion system, T3SS)将效应蛋白注入水稻细胞中,激发寄主水稻的感(抗)病性。为了准确在Xoc中进行T3SS基因表达调控的分析,本研究设计出桥梁载体策略,将目标基因的启动子或者功能片段构建在高拷贝的桥梁载体,获得融合表达元件,通过亚克隆的方式将融合元件转入骨架载体上,获得用于转录表达和蛋白表达分析的载体。为了验证该策略的可行性,选取hrpG、hrpX和hrcC基因构建了相应的启动子探针载体和蛋白表达载体,将这些载体导入毒性调控子基因trh、lrpX和zur的突变体中,GUS活性测定、荧光定量PCR以及蛋白免疫杂交结果显示:在trh、lrpX和zur的突变体中,hrpG、hrpX和hrcC的转录表达水平、mRNA水平和蛋白表达水平呈现一致。这表明这套桥梁载体策略能够有效应用于T3SS基因转录表达和蛋白表达的分析。综上所述,运用桥梁载体能够克服低拷贝载体DNA遗传操作效率低的缺陷,这一策略也适用于毒性相关基因调控机理的研究,这将为Xoc-水稻互作研究提供高效的工作系统。  相似文献   

水稻白叶枯病菌Zur和HrpG平行调控hrcC基因表达     

张翠萍  阎依超  李逸朗  杨瑞环  李生樟  黄梦桑  邹丽芳  陈功友 《植物病理学报》2020,50(5):574-583

 水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xoo)的III型分泌系统(Type III secretion system, T3SS)由hrp基因簇编码,其决定在寄主水稻上的致病性。hrcC是hrp基因簇中hrpA转录单元仅有的一个基因,推测编码T3SS的核心组分蛋白。在Xoo中,hrcC在致病性中的功能以及受调控的机制仍未明确。本研究构建了hrcC的缺失突变体及其功能互补子,发现hrcC缺失使Xoo丧失了在寄主水稻上的致病性以及在非寄主烟草上激发过敏反应(Hypersensitive response, HR)的能力,功能互补子能够恢复这些表型至野生型水平。启动子GUS活性的定量测定和蛋白免疫杂交试验,证明hrcC的转录表达依赖于主要的hrp调控子HrpG,而不受HrpX调控;HrpG和铁转运家族类调控子(Ferric uptake regulator family)Zur以平行独立的方式正调控hrcC基因的转录表达。异源功能互补、启动子活性和蛋白表达试验发现Xoo和水稻条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzicola, Xoc)的hrcC基因在致病性上的功能具有互置性,以及受HrpG、HrpX和Zur的调控模式也具有相似性。这些研究为进一步解析黄单胞菌的hrp调控网络与全毒性调控网络之间的交叉提供了新的线索。  相似文献   

水稻白叶枯病菌Zur和HrpG平行调控hrcC基因表达     

张翠萍  阎依超  李逸朗  杨瑞环  李生樟  黄梦桑  邹丽芳  陈功友 《植物病理学报》2021,50(5):574-583

 水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xoo)的III型分泌系统(Type III secretion system, T3SS)由hrp基因簇编码,其决定在寄主水稻上的致病性。hrcC是hrp基因簇中hrpA转录单元仅有的一个基因,推测编码T3SS的核心组分蛋白。在Xoo中,hrcC在致病性中的功能以及受调控的机制仍未明确。本研究构建了hrcC的缺失突变体及其功能互补子,发现hrcC缺失使Xoo丧失了在寄主水稻上的致病性以及在非寄主烟草上激发过敏反应(Hypersensitive response, HR)的能力,功能互补子能够恢复这些表型至野生型水平。启动子GUS活性的定量测定和蛋白免疫杂交试验,证明hrcC的转录表达依赖于主要的hrp调控子HrpG,而不受HrpX调控;HrpG和铁转运家族类调控子(Ferric uptake regulator family)Zur以平行独立的方式正调控hrcC基因的转录表达。异源功能互补、启动子活性和蛋白表达试验发现Xoo和水稻条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzicola, Xoc)的hrcC基因在致病性上的功能具有互置性,以及受HrpG、HrpX和Zur的调控模式也具有相似性。这些研究为进一步解析黄单胞菌的hrp调控网络与全毒性调控网络之间的交叉提供了新的线索。  相似文献   

水稻白叶枯病菌在寄主体内外不同生长条件下致病基因差异表达的分析     

高世强  张新建  吴茂森  何晨阳 《植物病理学报》2009,39(6):653-658

  相似文献   

水稻白叶枯病菌在离体培养条件下生物膜形成的检测   总被引：3，自引：1，他引：2  

傅本重  吴茂森  陈华民  何晨阳 《植物保护》2010,36(1):47-50

分析了不同培养和测试条件(塑料和玻璃表面、培养时间、培养温度和培养基)对水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae,Xoo)生物膜形成的影响,并测定了不同地区来源的Xoo野生型菌株、基因缺失突变体的生物膜形成。结果表明,在聚苯乙烯表面生长、用M210培养基在23 ℃下静止培养24 h是Xoo生物膜形成比较适宜的条件;不同地区来源的菌株生物膜形成能力不同;鞭毛相关基因fleQxoo、fliExoo和rbfCxoo以及H2O2降解调控基因oxyRxoo的缺失突变均影响生物膜形成。  相似文献   

水稻白叶枯病菌harpin基因的克隆与表达   总被引：26，自引：1，他引：26  

闻伟刚  王金生 《植物病理学报》2001,31(4):295-300

 用PCR方法从水稻黄单胞菌白叶枯致病变种(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo) JxoIII菌株中克隆到编码诱导植物过敏性反应激发子的基因hrfA。同源性比较发现其推测产物与水稻白叶枯病菌菲律宾小种Pxo86的Hpa1有97.2%的序列一致性,比Hpa1少了一个-GGG-GG-氨基酸残基序列重复。基因经NdeI和BamHI双酶切后连到含T7启动子的高表达载体pET 30a (+)上构建重组质粒pHRF4,并转化宿主菌BL21(DE3)产生表达菌株BLHR4。经过IPTG诱导之后,BLHR4产生一分子量为15.6 kD的蛋白质。研究表明,该蛋白在性质与功能上类似于其它已发现的harpins,即能够在烟草上引起典型的过敏性反应,富含甘氨酸、热稳定以及对蛋白酶敏感。因此,我们把该蛋白定名为harpin_Xoo。harpin_Xoo还具有诱导植物抗病性的功能。  相似文献   

Gene-for-gene relationships between rice and diverse avrBs3/pthA avirulence genes in Xanthomonas oryzae pv. oryzae     

X. M. Wu  Y. R. Li  L. F. Zou  G. Y. Chen 《Plant pathology》2007,56(1):26-34

The interactions between Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) and rice are controlled in a gene-for-gene manner. In this study, a 359 bp DNA fragment of the avrXa3 gene containing three nuclear localization signal (NLS) motifs present in all members of the avrBs3/pthA family was used as a probe to screen a genomic library of the JXOIII strain of Xoo. The results demonstrated that diverse members of the family exist in the pathogen genome. The avrBs3/pthA genes occurred at isolated individual portions or in clusters. The positive avr gene clones were transferred into the virulent recipient PXO99^A. Pathogenicity tests in near isogenic lines of rice confirmed that four resistance (R) genes ( Xa2 , Xa3 , xa5 and xa8 ) matched the four avr genes ( avrXa2 , avrXa3 , avrxa5 and avrxa8 ) in the genome of Xoo strain JXOIII. The avrBs3/PthA -like gene (1·7 kb) present in cosmid p54, may specifically interact with the Xa3 gene present in IRBB3, and is designated avr/pthA3 . Sequencing indicated that there are only 1·5 copies of the 102 bp repeat unit in avr/pthA3 . Alignment of the twelfth and thirteenth amino acids in the repetitive units encoded by this gene with those in other representatives of the AvrBs3 family revealed a unique repeat arrangement which might contribute to variation in the avirulence genes in Xoo. The parental rice line IR24 was found to contain several R genes for resistance to Xoo bacterial blight.  相似文献   

中国水稻白叶枯病菌毒性变异研究   总被引：4，自引：0，他引：4  

杨万风  刘红霞  胡白石  许志刚  刘凤权 《植物病理学报》2006,36(3):244-248

 利用13个含已知抗病基因的近等基因系材料,在水稻孕穗期采用剪叶接种法对我国285个水稻白叶枯菌株(其中108个采集于1970~1992年,177个采集于2003~2004年)的致病力变异进行研究。结果表明,病菌的致病力呈现多样性。通过试验系统比较了不同时期病菌的毒性和小种组成变化。在此基础上对病菌群体毒性变化的原因进行了分析。  相似文献   

水稻黄单胞菌致病相关基因插入突变体系的建立     

邹丽芳  周丹  刘之洋  邹华松  陈功友 《植物病理学报》2012,42(2):176-185

 水稻白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xoo）和条斑病菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzicola, Xoc）是水稻上的模式病原菌,分别引起水稻白叶枯病（bacterial blight, BB）和细菌性条斑病（bacterial leaf streak, BLS）。为了精确和高效地实现目的基因的突变,本研究利用pK18mobGⅡ载体,建立了一套适于Xoo和Xoc目的基因定点插入的突变体系。通过同源片段与目的基因间的同源重组,成功获得了Xoo和Xoc的hrcV和hrpF突变体。PCR和Southern杂交证实：pK18mobGⅡ携带不同大小的同源片段,能够整合于hrcV和hrpF的特定位点;200～400 bp的同源片段能够获得最佳的突变效率;两亲接合的转化效率是电转化的5～100倍。毒性测定结果显示,hrcV基因决定着Xoo在水稻上的致病性。致病相关基因插入突变体系的建立为研究水稻黄单胞菌与水稻互作中致病相关基因的功能奠定了遗传学研究基础。  相似文献   

云南疣粒野生稻抗白叶枯病鉴定及叶片组织学观察   总被引：1，自引：0，他引：1  

程在全  晏慧君  耿显胜  殷富有  孙一丁  章成  黄兴奇 《植物病理学报》2008,38(6):582-591

 本研究采用水稻白叶枯病菌强致病性代表菌株,评价了云南省自然分布的疣粒野生稻代表生态居群18份材料的抗病性,观察叶片组织学结构,初步分析了疣粒野生稻的抗性基因。结果表明,16份材料表现中抗、高抗甚至免疫;9份材料对4个菌株的抗性有一定差异;同时发现云南地方代表菌株X1和CN9404的致病性比C1和BD8438强。叶片组织学结构表明,高抗材料与感病的栽培稻米泉黑芒都无蜡质层,二者的叶肉组织、薄壁细胞和表皮细胞相同,表皮毛、维管束、厚壁组织等的差异也不明显,不足以引起抗病性差异。疣粒野生稻高抗或免疫白叶枯病并非借助其特殊叶片结构的物理作用,而主要是抗病基因的作用。参试疣粒野生稻中没有与Xa1、Xa21同源的基因,加之独立进化,推断其具有新的优异抗白叶枯病基因,值得深入研究和发掘利用。  相似文献   

应答调节蛋白基因flgRRxoo对水稻白叶枯病菌毒性表达的调控作用鉴定     

武晓丽  吴茂森  陈华民  何晨阳 《植物病理学报》2010,40(5):456-462

为了阐明水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzaepv.oryzae,简称Xoo)应答调节蛋白FlgRRxoo的生物学功能,本研究通过基因克隆和序列分析、用标记交换法构建突变体以及表型测定,对flgRRxoo基因进行了分子鉴定。通过设计引物进行特异性扩增,成功地从Xoo野生型菌株PXO99A中克隆了flgRRxoo。FlgRRxoo为N端具有REC结构域的单一结构应答调节蛋白,其基因序列与其他黄单胞病菌中的同源序列高度保守。与PXO99A相比,△flgRRxoo胞外多糖(EPS)合成能力以及对水稻的毒性显著降低,基因互补可以使之恢复;△flgRRxooEPS合成基因gumBDGKM表达均有所下降;但其运动性、胞外纤维素酶和木聚糖酶活性无明显改变。表明FlgRRxoo可能主要通过调控EPS合成能力,影响了病菌在水稻上的毒性。  相似文献