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hrpE基因在水稻条斑病菌Hrp pilus形成和致病性中起重要作用 总被引：1，自引：0，他引：1
水稻条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola,Xooc)的hrp(hypersensitive response and pathogenicity)基因簇编码形成Ⅲ型分泌系统(T3SS),将致病性的效应分子通过HrpF转位装置注入水稻细胞中,从而导致水稻产生抗(感)病性,但Xooc的HrpE是否形成Hrp pilus还不清楚。本研究对Xooc的hrpE基因进行突变,发现hrpE突变体在水稻上丧失致病性和在烟草上丧失激发HR的能力。与水稻互作结果显示,hrpE突变体不能够与水稻细胞互作,其在水稻组织中的生长能力显著下降。电镜结果显示,hrpE突变体不能够形成Hrp pilus,从而导致水稻条斑病菌丧失在水稻上的致病性。功能互补结果显示,完整的hrpE基因可以恢复hrpE突变体在烟草上激发HR反应的能力、在水稻上的致病性以及在水稻薄壁细胞间形成Hrp pilus的能力,表明hrpE基因形成Hrp pilus是水稻条斑病菌分泌致病性效应分子的重要条件。 相似文献
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水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae)化学诱变hrp基因突变体及相关性状的研究 总被引：7，自引：2，他引：5
硫酸二乙酯(diethyl sulfate,DES)化学诱变水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)日本系统III号小种(JXOIII),获得16株hrp-突变体,其在感病寄主水稻IR26、汕优63上失去致病性和在非寄主烟草上失去过敏反应。所得的hrp-突变体并无黄色素缺失现象。16株hrp-突变体的淀粉酶、果胶酶、蛋白酶、纤维素酶和脂酶等胞外酶活性基本与野生型一致。JCM2092、JCM2211、JCM2252和JCM2457这4株hrp-突变体为III型泌出通道突变体,JCM0066等另12株hrp-突变体的超声波破碎液、离心上清液中无激发HR的信号物质存在。细胞组分分析表明,激发烟草HR的信号物质不是LPS而是蛋白类物质。来自JXOIII基因文库hrp基因克隆pUHRX245中的1.1kb SacI-KpnI片段,能够互补hrp-突变体JCM0066和JCM2482,使其恢复在烟草上激发HR的能力,但不能恢复其致病性。 相似文献
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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
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harpinXoo。harpinXoo还具有诱导植物抗病性的功能。 相似文献
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水稻条斑病细菌hrp调节基因hrpGXooc和hrpXooc的克隆和序列分析 总被引：7，自引：0，他引：7
Xanthomonas oryzae pv. oryzicola基因文库的hrp基因克隆pUHRS138携39.3-kb大小的hrp基因片段。经系列亚克隆和对hrp-突变体的功能互补验证,4.5-kb BamHI-KpnI为最小功能片段,该片段可使X. o. pv. oryzicola的hrp-突变体恢复在烟草上激发产生HR和在水稻上具致病性。序列测定和分析显示,4.5-kb hrp片段中含hrpXooc和hrpGXooc基因。单独的hrpGXooc和hrpXooc不能功能互补hrp-突变体。hrpXooc与其它黄单胞菌中已克隆的hrpX的同一性达83%以上,推测的蛋白质水平上的差别主要在32、141、164、175、213、247和357位点上。HrpX序列中α-螺旋-转-α-螺旋结构在黄单胞菌中高度保守。hrpGXooc与水稻白叶枯病菌的hrpGXoo同一性达96%,与X. campestris pv. vesicatoria的hrpGXcv同一性达87%,与Ralstonia solanacearum的hrpGRs同源性较低,4种HrpG蛋白质水平上的差别主要集中在22、29、115和252位点上。HrpGXooc和HrpGXcv同列比较显示,3~9和216~220区域的氨基酸序列有所不同,可能反映了HrpG蛋白在感知环境信号和调节hrp基因表达方面的差别。 相似文献
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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GmR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PXO99A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
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为了阐明转录激活因子FleQxoo对水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae,Xoo)鞭毛基体基因fliExoo的转录调控机理,本研究用PCR方法从Xoo野生型菌株PXO99A中克隆了fleQxoo基因,构建了原核表达载体pET21-fleQxoo,在大肠杆菌BL21(DE3) pLysS中进行了诱导表达,通过Ni-NTA亲和层析纯化得到FleQxoo蛋白;EMSA检测到FleQ-xoo与鞭毛基体基因启动子fliExoo-p片段的特异结合作用。这些结果为阐明FleQxoo直接调控鞭毛基体基因fliExoo的转录提供了分子证据。 相似文献
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为揭示来源于番茄细菌性斑点病菌(Xanthomonas campestris pv. vesicatoria, Xcv)菌株XV18鞭毛素(FliCxcv)作为一种病原相关分子模式(PAMP)诱导水稻免疫反应的功能,本研究对FliCxcv编码基因flicxcv进行了基因克隆、序列分析、原核表达、蛋白纯化和诱导活性测定。结果表明,通过PCR特异性扩增,从Xcv菌株XV18中克隆了1 200 bp的fliCxcv基因片段,其序列与GenBank中己测序菌株的完全一致。在大肠杆菌中对该基因全长、N端和C端截短序列进行了原核表达,并获得了纯化的FliCxcv全长及其截短蛋白。将纯化蛋白浸润接种到水稻品种日本晴叶片组织,发现FliCxcv全长及其截短蛋白均能诱导水稻叶片细胞死亡、H2O2产生以及防卫基因(OsPAL和OsPR1b)表达等免疫反应,但诱导活性存在差异。因此,本研究验证了FliCxcv具有激发水稻细胞免疫反应的PAMP功能,为水稻免疫诱导制剂的研发提供了材料。 相似文献
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HarpinXoo诱发烟草过敏反应早期H2O2变化及有关基因表达 总被引：2，自引：0，他引：2
HarpinXoo是水稻黄单胞细菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae)产生的蛋白类激发子,用harpinXoo注射烟草最早在处理后20h出现肉眼可见的细胞死亡(macro-HR),分别经埃文斯蓝(Evans blue)和台盼兰(Trypan blue)染色观察,发现诱导后4-8h即开始有少量细胞死亡,表明在macro-HR发生前烟草细胞已陆续发生微细胞死亡(micro-HR);对二氨基联苯胺(diamino benzidine,DAB)染色显示,在烟草细胞死亡早期,伴有H2O2的明显积累;定量RT-PCR法对H2O2代谢相关基因的表达进行了分析,发现harpinXoo诱导后1h编码NADPH氧化酶的基因rboh即开始表达,3~7h表达较强,10h开始减弱,表达趋势与H2O2积累趋势一致;编码交替氧化酶的基因aoxl表达较迟,sodA基因则在诱导后表达减弱。这些基因的不同表达模式说明,它们在harpinXoo诱导的H2O2代谢过程中可能具有不同的作用。 相似文献
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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
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双核丝核菌诱导水稻增强广谱抗病性和防卫酶系活性 总被引：16，自引：2，他引：16
用无致病性的双核丝核菌(Binucleate Rhizoctonia species,简称BNR)菌株2 32-CG预接种处理水稻品种IR2 6苗期植株根茎基部,可以诱导水稻增强对纹枯病(R.solani Kühn)的抗性。与未处理对照相比,BNR处理水稻植株的纹枯病害严重度明显降低。2 4 h以上的BNR处理,可以彻底保护幼苗不受立枯丝核菌侵染的危害。经BNR诱导的水稻也表现对白叶枯病(Xanthomonas oryzae pv.oryzae)和条斑病(X.oryzae pv.oryzicola)的抗性。BNR可以显著地诱导水稻防卫反应中的2类关键酶——苯丙氨酸解氨酶(PAL)和过氧化物酶(POX)活性提高。受BNR诱导的抗病性与PAL和POX活性呈正相关。对BNR在水稻病害生物防治中的作用进行了讨论。 相似文献
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ABSTRACT Xanthomonas axonopodis pv. glycines is the causal agent of bacterial pustule disease of soybeans. A transposon insertional mutant (KU-P-M670) of X. axonopodis pv. glycines derived from wild-type strain KU-P-34017 lost the ability to induce the hypersensitive response (HR) on tobacco and pepper but retained its HR induction capacity on cucumber, sesame, and tomato. The mutation also resulted in loss of ability to cause a potato soft rot and express pectolytic activity at pH 6.5. An approximate 1.4-kb DNA fragment carrying the transposon insertion contained a single open reading frame that showed high homology with PSTRU-3, a pectate lyase gene in X. axonopodis pv. malvacearum. Complemented KU-P-M670 regained HR induction on tobacco and also pectolytic activity. Treatment of plants with inhibitors of eukaryotic metabolism blocked HR induction by wild-type strains and by complemented KU-P-M670. The presence of the pectate lyase homolog, which we designated xagP, in 26 X. axonopodis pv. glycines strains was highly correlated with their ability to induce an HR on tobacco. To our knowledge, this is the first study indicating a role for a functional pectate lyase in induction of a plant HR. 相似文献
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水稻白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzae）和细菌性条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzicola)是水稻种子产地检疫中最重要的两种检疫对象,且同属于水稻黄单胞杆菌。本研究基于生物信息学技术构建比较基因组学算法对两种病原的全基因组序列比对分析,得到一系列能够区分两种病原的特异性PCR引物。结合简单的PCR技术及全自动DNA分析系统,我们选取了12对引物分别对23株水稻白叶枯病菌和5株水稻细菌性条斑病菌及其它相关菌株进行验证。结果获得了2对显性标记(Xoo-Hpa1和Xoc-ORF2)以及3对共显性分子标记(M568、M897和M1575)可以达到理想的区分检测两种病原的效果。分子标记的检测灵敏度从5×104到5 × 107cfu·mL-1不等,且从水稻种子浸提液中也能成功地检测水稻白叶枯病菌和细菌性条斑病菌。本研究丰富了检测标记的靶位点,并有效的结合了高通量检测的手段对多位点联合分析,增强了检测的可靠性,有望在今后的植物检疫及病原鉴定中发挥着重要的作用。 相似文献
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荧光假单胞菌Pseudomonas fluorescens 2P24是根围促生细菌（PGPR）,具有Ⅲ型分泌系统（T3SS）。为了在2P24中表达植物过敏反应激发子harpin,赋予生防菌诱导抗病性能力,本文选择可在2P24中表达的来自Pseudomonas syringae pv.tomato DC3000的avrPto1基因启动子与水稻细菌性条斑病菌Xanthomonasoryzae pv.oryzicola harpin蛋白编码基因hpa1进行融合,实现了harpin蛋白在2P24的表达。重组菌株通过T3SS分泌harpin蛋白,可激发烟草产生过敏反应（HR）,激活HR途径的HIN1基因和HRS203J基因以及病程相关蛋白PR1a基因的转录表达。harpin重组菌株与2P24一样,对小麦赤霉病菌Fusarium graminearum和棉花枯萎病菌F.oxysporum f.sp.vasinfectum具有抑制作用。这为利用植物-病原物互作中激发植物产生抗病性的激发子来遗传改良生防微生物奠定了理论和实践基础。 相似文献
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Lesion development, bacterial multiplication and spread were measured in leaves of cultivars of rice containing different Xa (resistance) genes, following inoculation with different races of the bacterial leaf blight pathogen. Xanthomonas campestris pv. oryzae. Both compatible and incompatible races possessed the ability to colonize rice plants. The difference between compatible and incompatible host pathogen combinations appeared to be mainly in symptom production since multiplication rates and spread were very similar until after the onset of symptoms. No form of HR (hypersensitive response) was observed. The ability of incompatible races to modify host reaction in dual-inoculation was dependent on the genotype of the host plant. The heterologous non-pathogen of rice X. campestris pv. campestris produced few symptoms, failed either to multiply or spread within rice leaves and was unable to induce any marked cross-protection against homologous pv. oryzae strains in dual-inoculation experiments. 相似文献
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Chen L Qian J Qu S Long J Yin Q Zhang C Wu X Sun F Wu T Hayes M Beer SV Dong H 《Phytopathology》2008,98(7):781-791
Harpin proteins from gram-negative plant-pathogenic bacteria can stimulate hypersensitive cell death (HCD) and pathogen defense as well as enhance growth in plants. Two of these diverse activities clearly are beneficial and may depend on particular functional regions of the proteins. Identification of beneficial and deleterious regions might facilitate the beneficial use of harpin-related proteins on crops without causing negative effects like cell death. Here, we report the identification and testing of nine functional fragments of HpaG(Xooc), a 137-amino-acid harpin protein from Xanthomonas oryzae pv. oryzicola, the pathogen that causes bacterial leaf streak of rice. Polymerase chain reaction-based mutagenesis generated nine proteinaceous fragments of HpaG(Xooc); these caused different responses following their application to Nicotiana tabacum (tobacco) and Oryza sativa (rice). Fragment HpaG62-137, which spans the indicated amino acid residues of the HpaG, induced more intense HCD; in contrast, HpaG10-42 did not cause evident cell death in tobacco. However, both fragments stimulated stronger defense responses and enhanced more growth in rice than the full-length parent protein, HpaG(Xooc). Of the nine fragments, the parent protein and one deletion mutant of HpaG(Xooc) tested, HpaG10-42, stimulated higher levels of rice growth and resulted in greater levels of resistance to X. oryzae pv. oryzae and Magnaporthe grisea. These pathogens cause bacterial leaf blight and rice blast, respectively, the two most important diseases of rice world-wide. HpaG10-42 was more active than HpaG(Xooc) in inducing expression of several genes that regulate rice defense and growth processes and activating certain signaling pathways, which may explain the greater beneficial effects observed from treatment with that fragment. Overall, our results suggest that HpaG10-42 holds promise for practical agricultural use to induce disease resistance and enhance growth of rice. 相似文献