水稻条斑病细菌hrp调节基因hrpG_(Xooc)和hrpXooc的克隆和序列分析

Xanthomonasoryzaepv.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 kbBamHI 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 kbhrp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、14 1、16 4、175、2 13、2 4 7和 35 7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 .campestrispv.vesicatoria的hrpGXcv同一性达 87% ,与Ralstoniasolanacearum的hrpGRs同源性较低 ,4种HrpG蛋白质水平上的差别主要集中在 2 2、2 9、115和 2 5 2位点上。HrpGXooc和HrpGXcv同列比较显示 ,3～ 9和 2 16～ 2 2 0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。

水稻白叶枯病菌hrp调节基因hrpXoo的克隆与序列分析

用化学方法诱变水稻白叶枯病菌PXO99A 菌株 ,获得 6株hrp-突变体 ,此突变体除丧失在非寄主烟草上激发过敏反应和在感病寄主水稻上的致病能力外 ,有些缺乏激发烟草产生HR的信号物质 ,有些在胞内存在此信号物质 ,而不能泌至胞外。来自Xanthomonasoryzaepv .oryzaeJXOIII粘粒基因文库的hrp基因克隆pUHRX2 4 5 ,所携hrp基因片段大小为 36 .8kb。系列亚克隆 36 .8kbhrp基因片段及各亚克隆对hrp-突变体功能互补作用的结果显示 ,3.3kbSacI片段为最小酶切功能片段。序列测定和分析结果表明 ,3.3kbhrp片段含hrpX oo基因和含与热激蛋白 90家族有关的 2个开放阅读框hspORF1和hspORF2。HspORF1在蛋白质数据库中未发现序列蛋白。HspORF2与Hsp90 Xo的同源性达 99%。hrpXoo与黄单胞菌中已报道的hrpX基因有很高的同源性(90 %以上 )。在黄单胞菌中高度保守的编码α 螺旋 转 α 螺旋结构的 6 0 bp核苷酸序列 ,在交叉功能互补时是必需的。不含此结构的hrpXoo (1.1kb)片段 ,可使JXOIII的hrp-突变体在水稻上具致病性和在非寄主烟草上激发产生HR ,但不能使来自PXO99A 和RS10 5的hrp-突变体恢复在烟草上激发产生HR的功能。黄单胞菌中已知HrpX的同列比较显示 ,X .oryzae和X .campestris种间在 88、196和 2 4

水稻白叶枯病菌hrp调节基因hrpG的鉴定及其变异分析

根据水稻细菌性条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola,Xooc)hrp基因的序列设计引物,通过PCR方法从水稻白叶枯病菌JXOIII和PXO99A菌株中扩增得到核苷酸序列完全一致的hrp基因,以该基因为探针与JXOIII／pUFR034基因组文库中含有hrpX克隆pUHRX245(36.8kb)的4个亚克隆进行southern blot分子杂交,确定在亚克隆pB1中1.3 kb大小的片段和AE4(3.0kb)片段中存在hrpG同源序列.测序结果表明,在pB1中有586个碱基序列,在AE4中有206个碱基,共同构成完整的hrpG基因,且与已知的hrpX基因是毗邻的.以同样方法从水稻白叶枯病菌PXO99A菌株的hrp-突变体M16中扩增得到hrpG基因对应位置的同源突变序列.序列分析表明其有意义突变为541位的C→T的突变,从而导致亮氨酸变为苯丙氨酸(Leu→Phe).将hrpg基因和突变序列分别导入突变体M16中,转移结合子M16/hrpG(PXO99A)恢复了其在烟草上的过敏反应和在水稻上的致病性,而突变序列的结合子M16／hrpG(M16)则不能使其恢复功能,从而确定M16是由于单个碱基的突变所引起的功能突变.经过对基因及其产物的比对发现,对于第Ⅱ组hrp调节基因hrpG的变异,种间变化明显高于种内不同致病变种的变化.

水稻条斑病菌hrcC、hpa3和hrpE基因表达不依赖hrpG和hrpX基因调控

【目的】决定水稻条斑病菌(Xanthomonas oryzaepv.oryzicola)在非寄主植物上激发过敏反应(hypersensitive response,HR)和在寄主水稻上致病性(pathogenicity)的hrp基因簇是受hrpG和hrpX基因调控的,但还不清楚hrpG和hrpX基因是否共同决定着所有hrp基因的表达。【方法】本文通过基因敲除方式获得了水稻条斑病菌的hrpG和hrpX基因的双突变体。【结果】烟草和水稻上测定结果显示,双突变体与单突变体一样,均在烟草上失去HR激发能力和丧失在水稻上的致病性;相应地,功能互补后双突变体恢复至野生表型。细菌在水稻悬浮细胞、hrp诱导培养基XOM3和营养丰富的培养基NB中生长后的RT-PCR结果显示,NB中hrp基因低水平表达,XOM3和水稻细胞能够高水平诱导hrp基因表达。无论何种生长条件,hrpG单突变体中hrcC、hrcT、hpa3和hrpE基因表达,而hpa1、hpa2、hpaB、hrcJ和hrpG基因不表达;hrpX单突变体中hpa2、hrcC、hpa3、hrpE和hrpG基因表达,而hpa1、hrcT、hpaB和hrcJ基因不表达;hrpG和hrpX双突变体中hrcC、hpa3和hrpE基因表达,而hpa1、hpa2、hpaB、hrcT、hrcJ和hrpG基因不表达。【结论】这提示,水稻条斑病菌的hrcC、hrpE和hpa3基因不受hrpG和hrpX基因单独或同时调控,而hrcT基因受HrpG调控。由此推测,水稻条斑病菌Ⅲ型分泌系统关键组份的表达有可能通过另外的信号途径进行调控,这为进一步分析Ⅲ型分泌途经的形成提供了线索。