胡萝卜软腐欧文氏菌CSSY002菌株hrpN基因的克隆、鉴定及其表达产物Harpin蛋白的活性分析

从感染软腐病的胡萝b组织中分离出胡萝卜软腐欧文氏菌胡萝b亚种（ Erwinia carotovora subsp, carotovora）CSSY002菌株．用该菌株接种非寄主植物烟草不能引起过敏反应．构建CSSY002菌株的基因组文库，应用α-P^32标记的hrpN基因作探针，通过菌落原位杂交技术从该文库中筛选到1．5～2．0 kb的hrpN-like阳性克隆，进一步将该片段亚克隆到pBluescript—II SK（＋）载体中，进行核苷酸序列测定．结果表明，hrpN-like基因（即hrpNCSSY002基因）的开放阅读框（ORF）为1071bp，其核苷酸序列已在Genbank注册，登录号为bankit AY999002．hrpN-like基因的编码产物Harpin—like蛋白（即HarpinCSSY002蛋白）由356个氨基酸残基组成，分子量为36．64×10^3，等电点pI5．9．将hrpN—like基因构建到表达质粒pET-28a（＋）的17强启动子下，并转化到大肠杆菌工程菌JM109（DE3）细胞中，经WTG（异丙基硫代-β-D半乳糖苷）诱导获得Harpin-like蛋白的高效表达，并通过接种烟草叶片的过敏反应检测Harpin—like蛋白的生物学活性．

EcbCSL101菌株hrpN基因的克隆、表达及HarpinEcbCSL101蛋白的生物学活性

胡萝卜软腐欧文氏菌甜菜亚种(Erwinia carotovora subsp.betavasculorum)EcbCSL101菌株具有很强胞外酶分泌活性,接种非寄主植物烟草引起过敏反应。Southern blotting结果表明EcbCSL101菌株中含有hrpN基因。PCR扩增含EcbCSL101完整开放阅读框的DNA片段并克隆到表达载体pET28a(+)中。核苷酸序列分析表明,EcbCSL101菌株的hrpN基因的ORF为1113bp,编码36.65 kD HarpinEcbCSL101蛋白(GenBank,DQ355519),与其它几种软腐欧文氏菌Harpin蛋白有较高的同源性。将含有hrpNEcbCSL101基因的重组质粒转化到大肠杆菌JM109(DE3)中进行表达,纯化后的HarpinEcbCSL101能诱导烟草发生过敏反应。

Ecc36菌株hrpN基因的克隆、表达及HrpN_(EccPR)蛋白的生物学活性

为了揭示hrp基因表达的Harpins蛋白能够广泛地诱导植物对植物病虫害防卫反应的分子机制,通过琼脂固体平板法,发现胡萝卜软腐欧文氏菌Ecc36菌株具有很高的胞外酶分泌活性,该菌接种非寄主植物烟草,能够引起过敏反应(HR),结果表明,Ecc36携带hrp基因。用地高辛标记的hrp N基因作探针,通过Southern杂交证明了Ecc36菌株中含有hrp N基因,命名为hrp NEcc PR基因;核苷酸序列分析表明,hrp NEcc PR基因的开放阅读框ORF为1 254 bp,编码的Harpin蛋白(命名为HrpN_(EccPR)蛋白)由417个氨基酸残基组成,其分子量为45.27 ku,等电点为5.73,与其他几种软腐欧文氏菌Harpin蛋白有较高的同源性。此外,将hrp NEcc PR基因克隆到表达载体p ET28a(+)上,将构建的hrp NEcc PR基因表达载体(p ET30a-Ecc PR)转化到大肠杆菌BL21(DE3)中,经IPTG(异丙基硫代-β-D半乳糖苷)诱导HrpN_(EccPR)蛋白表达,纯化后的HrpN_(EccPR)能诱导烟草发生过敏反应,表明HrpN_(EccPR)蛋白具有激发植物免疫反应的生物活性,可为进一步研究HrpN_(EccPR)蛋白诱导植物防卫反应的机制奠定基础。

胡萝卜软腐欧文氏菌甜菜亚种Ecb菌株表达的一种Harpin蛋白

1986年,hrp基因被首次报道。由于Wei等（1992）从梨火疫病菌（Brwinia amylovora）中分离出了能激发过敏反应的HarpinEa蛋白,细菌所产生的Harpin分子受到了同行的重视。基于对Harpin蛋白的深入研究,国外已研制出了相关新型、高效、安全的生物农药。近年来,国内涉及Harpin蛋白结构与功能的研究课题组逐年增多,并在某些方面取得了较好的进展。