十字花科黑腐病菌中转录因子HpaR1与Clp调控一个糖苷水解酶基因表达的分析

作     者：刘国芳 任沛东 叶文新 陆光涛 Guofang Liu;Peidong Ren;Wenxin Ye;Guangtao Lu

作者机构：广西民族大学海洋与生物技术学院广西多糖材料与改性重点实验室南宁530008 广西大学生命科学与技术学院南宁530004 

出 版 物：《遗传》 (Hereditas（Beijing))

年 卷 期：2021年第43卷第9期

页      面：910-920页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0904[农学-植物保护] 090401[农学-植物病理学] 

基　　金：广西民族大学科研基金资助项目(编号:2019KJQN004) 国家自然科学基金项目(编号:31860021) 广西自然科学基金项目(编号:2020GXNSFBA297140) 广西科技重大专项(编号:AA18242026)资助 

主　　题：HpaR1 Clp ghy基因 转录调控 十字花科黑腐病菌 

摘      要：十字花科黑腐病菌(Xanthomonas campestris pv. campestris, Xcc)是一种维管束致病菌,能够引起寄主的黑腐病,是研究植物病原细菌与植物互作的一种重要模式菌株。在Xcc中,GntR家族的全局性转录调控因子HpaR1参与调控Xcc的运动、胞外多糖和胞外酶的合成等许多细胞过程,并与Xcc的过敏反应(hypersensitive response,HR)和致病相关;全局性转录调控因子Clp则参与调控胞外酶和胞外多糖的分泌与合成,并与黄单胞菌的致病相关。前期研究发现,Xcc中的转录调控因子HpaR1和Clp均能与糖苷水解酶(glycoside hydrolase)编码基因(命名为ghy基因)的启动子区结合。为探究转录调控因子HpaR1和Clp共同调控ghy基因表达的分子机理,本研究首先通过凝胶阻滞分析(electrophoresis mobility shift assay,EMSA)发现HpaR1和Clp在体外能够结合在ghy基因的启动子区;利用染色质免疫共沉淀(chromatin immunoprecipitation, ChIP)方法,进一步证实HpaR1和Clp在细胞内能够结合在ghy基因启动子区。通过5’-cDNA末端快速扩增(rapid amplication of 5’-cDNAends,5’-RACE)和DNase I保护实验(DNase I footprinting)确定HpaR1和Clp均结合在ghy基因启动子的–35区上游,并且HpaR1的结合位点位于Clp结合位点的上游。通过实时荧光定量PCR(real time fluorescence quantitative PCR,RT-qPCR)和体外转录的方法,发现HpaR1抑制ghy基因的转录,而Clp激活ghy基因的转录。当二者共同存在时,HpaR1能够抑制Clp对ghy基因的转录激活作用。HpaR1和Clp单独存在时,分别负调控和正调控ghy基因的转录,推测HpaR1尽管位于ghy基因启动子-35区上游,但可能通过抑制RNA聚合酶的活性来调控ghy基因的表达。