病原性IAA在水稻—病原互作中的功能研究及两个TⅡSS分泌蛋白的功能初步研究

作     者：朱萌萌 

作者单位：华中农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王石平

授予年度：2016年

学科分类：09[农学] 0904[农学-植物保护] 090401[农学-植物病理学] 090402[农学-农业昆虫与害虫防治] 

主      题：白叶枯病菌 IAA T2SS 基因敲除 水稻-病原菌互作 

摘      要：水稻是世界重要的粮食作物,水稻生产一直以来都受到各种病害的威胁。水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae ***,Xoo)引起的水稻白叶枯病具有分布范围广,危害大的特点,严重危害着我国水稻生产的产量和质量。研究白叶枯病菌与水稻之间的互作可以了解病原菌侵害水稻的必要条件及其机理,为防治水稻白叶枯病害提供理论基础。生长素对植物生长发育起着重要作用,但生长素也在一些病原菌—宿主互作过程中扮演着毒力因子的作用。吲哚-3-乙酸(IAA)是高等植物中生长素的主要形式,前人研究发现对水稻接种白叶枯病菌后水稻体内IAA含量明显上升。此外,一些病原菌也可以合成分泌IAA,本实验室之前的研究发现白叶枯病菌具有一定的IAA合成能力。通过生物信息学分析,在已经测序的白叶枯菌生理小种PX099A中找到四个IAA合成相关基因,其中包括两个酰胺水解酶基因PXO0197和PXO3984;一个醛脱氢酶基因PXO4627和一个氨基酸单端氧化酶基因PXO1485。对这四个基因分别进行敲除与互补后敲除菌株IAA分泌量降低,而其致病性相对于野生型菌株相比有一定程度的增强,这些结果表明白叶枯菌分泌的IAA负调控其对水稻的致病力。含主效抗病基因Xa4的水稻家系IRBB4对白叶枯菌PX099A表现为感病,而对PX061表现为抗病,本室之前的研究发现Xa4编码一个定位于细胞壁上的跨膜蛋白。二型分泌系统(typeⅡsecretionsystem)对于病原菌致病力来说是非常重要的,它负责向胞外分泌毒素和攻击宿主细胞的降解酶。本研究通过序列比对找到了 PX099A与PX061中两个序列存在差异的T2SS分泌蛋白基因PXO4151和PXO4176。为了验证其是否是引起两个不同生理小种对IRBB4的致病力不同的原因,在容易进行遗传改造的生理小种PX099A进行基因敲除以后敲除突变体确实表现出了致病力的大幅减弱,再将PX061来源的基因互补回敲除PXO4151和PXO4176突变体中,但是PX061来源的互补基因在PX099A中并未发挥其互补功能。