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丁香假单胞菌中的Ⅲ型分泌系统及其调控机制研究进展

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微生物学通报 2022年第9期49卷 3979-3988页

作者：王卓雅邓强张义菊张立新安徽农业大学植物保护学院作物有害生物综合治理安徽省重点实验室安徽合肥230036

丁香假单胞菌(Pseudomonas syringae)是引起许多作物病害的一种革兰氏阴性病原细菌。该细菌入侵寄主植物细胞主要通过其Ⅲ型分泌系统(type Ⅲ secretion system,T3SS)将效应蛋白转入到寄主真核细胞内,抑制寄主免疫功能,以达到成功侵染... 详细信息

丁香假单胞菌(Pseudomonas syringae)是引起许多作物病害的一种革兰氏阴性病原细菌。该细菌入侵寄主植物细胞主要通过其Ⅲ型分泌系统(type Ⅲ secretion system,T3SS)将效应蛋白转入到寄主真核细胞内,抑制寄主免疫功能,以达到成功侵染和定殖的目的。Ⅲ型分泌系统的主调控因子RhpR/S通过感受环境信号的变化直接调控hrpR/S及其他毒力相关通路。同时Ⅲ型分泌系统基因的表达也受到其他调控因子的影响,包括σ因子HrpL、双组分系统GacA/S、Lon蛋白酶、第二信使分子和环境信号等。本文在简要介绍丁香假单胞菌Ⅲ型分泌系统组成和功能的基础上,综述丁香假单胞菌Ⅲ型分泌系统调控机制的最新研究进展,以期为深入探究病原菌的致病机制提供参考和思路。

关键词：丁香假单胞菌 Ⅲ型分泌系统调控机制

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丁香假单胞菌Ⅲ型分泌系统组分HrpP调控植物免疫机制研究

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丁香假单胞菌Ⅲ型分泌系统组分HrpP调控植物免疫机制研究

作者：金雅中国农业科学院

学位级别：硕士

丁香假单胞菌(Pseudomonas syringae)是典型依赖Ⅲ型分泌系统(Type III secretion system,T3SS)侵染的植物病原细菌,严重危害多种植物。其中丁香假单胞菌番茄致病变种DC3000(*** *** DC3000,Pst DC3000)是研究T3SS的一个重要的模式菌株... 详细信息

丁香假单胞菌(Pseudomonas syringae)是典型依赖Ⅲ型分泌系统(Type III secretion system,T3SS)侵染的植物病原细菌,严重危害多种植物。其中丁香假单胞菌番茄致病变种DC3000(*** *** DC3000,Pst DC3000)是研究T3SS的一个重要的模式菌株。目前,对于T3SS效应蛋白的研究已经比较深入,但有关T3SS组分功能的研究还相对薄弱。已知,HrpP是一个参与效应蛋白分泌转运、并且自身可以转运进入植物细胞的T3SS组分蛋白。本文进一步解析了HrpP与植物互作的分子基础。主要结果如下:1.利用原核表达纯化获得HrpP蛋白,检测发现HrpP具有诱导植物细胞死亡和抑制植物基础免疫抗性的能力;同时,通过在叶片上先注射HrpP蛋白后注射Pst DC3000Δhrp P菌株的方法发现,HrpP在细菌胞外能够部分恢复hrp P突变菌株转运效应蛋白的能力;随后构建hrp P转基因拟南芥,hrp P转基因拟南芥增强了植株对病原菌的致病力。2.转录组学分析表明HrpP影响了本氏烟蛋白激酶、转录因子和激素信号传递等相关基因的表达。实时荧光定量PCR证实HrpP可以激活水杨酸信号途径合成及其相关基因的表达,抑制茉莉酸信号途径合成及其相关基因的表达。进一步检测了HrpP处理后烟草叶片中的激素含量,发现HrpP处理后叶片中水杨酸及其衍生物的含量得到了提高,而茉莉酸及其衍生物的含量降低。3.酵母双杂交实验和双分子荧光互补实验表明HrpP可以与番茄植物中MAPK kinase2(MKK2)互作,并确定了HrpP蛋白N-端1至119位氨基酸是与MKK2互作的主要结构域。此外,通过胼胝质沉积实验和细胞死亡实验发现HrpP-MKK2互作影响了HrpP抑制PTI的能力,但不影响其诱导植物细胞死亡。本研究利用多种实验手段解析了HrpP与植物互作的分子基础,表明HrpP可以通过与MAPK途径互作抑制植物基础免疫,调节激素水平,从而促进病原菌致病。本研究为进一步了解III型分泌系统功能,探究病原菌致病机理和植物抗病免疫提供了新的认识。

关键词：丁香假单胞菌 Ⅲ型分泌系统 HrpP MKK2

丁香假单胞菌番茄致病变种DC3000支链氨基酸生物合成途径相关酶的酶学性质研究

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丁香假单胞菌番茄致病变种DC3000支链氨基酸生物合成途径相关酶的...

作者：孙欢西北大学

学位级别：硕士

支链氨基酸（BCAA）在生物体内发挥着重要作用,研究发现乙酰羟酸合酶（AHAS）和酮醇酸还原异构酶（KARI）参与合成微生物和高等植物所需的BCAA,它们的催化机理受到广泛关注。AHAS全酶是由起催化作用的催化亚基（CSU）和用以调节催化亚... 详细信息

支链氨基酸（BCAA）在生物体内发挥着重要作用,研究发现乙酰羟酸合酶（AHAS）和酮醇酸还原异构酶（KARI）参与合成微生物和高等植物所需的BCAA,它们的催化机理受到广泛关注。AHAS全酶是由起催化作用的催化亚基（CSU）和用以调节催化亚基活性和稳定性的调节亚基（RSU）两部分组成,其可以催化生成（S）-2-乙酰乳酸（AL,底物为两分子丙酮酸）或（S）-2-乙酰-2-羟基丁酸（AHB,底物为丙酮酸和2-丁酮酸）,之后在KARI作用下生成（2R）-2,3-二羟基-3-甲基丁酸或（2R,3R）-2,3-二羟基-3-甲基戊酸。丁香假单胞菌番茄致病变种DC3000（Pseudomonas syringae *** DC3000,PstDC3000）可分泌冠菌素从而引起植物叶片褪绿,虽然研究已发现L-别-异亮氨酸是冠菌素合成前体,而对于L-别-异亮氨酸生物合成途径至今没有定论,本文根据L-异亮氨酸生物合成途径推测,L-别-异亮氨酸可能是2-丁酮酸（供体底物）和丙酮酸（受体底物）在AHAS催化下生成（S）-2-丙酰乳酸,之后再经过KARI、二羟酸脱水酶（DHAD）、支链氨基转移酶（BCAT）等催化下合成。本文通过体外表达与纯化获得了纯度较好的PstDC3000乙酰羟酸合酶催化亚基、调节亚基（PstAHAS-CSU、PstAHAS-RSU）和酮醇酸还原异构酶（PstKARI）,再经体外重构获得了PstAHAS全酶。随后采用肌酸-萘酚比色法测定了PstAHAS-CSU及PstAHAS全酶的活性,结果显示结合了调节亚基的全酶活性明显得到了提升,在此基础上研究了PstAHAS-CSU的基本酶学性质,在稳态条件下检测了PstAHAS-CSU催化丙酮酸单一底物的K值(K=7.7m M)。进一步研究了支链氨基酸对PstAHAS-CSU和PstAHAS全酶活性的影响,验证了支链氨基酸是通过作用于调节亚基从而影响全酶的活性,而对于单独催化亚基的活性没有影响。采用柱前衍生-HPLC法分析了PstAHAS-CSU和PstAHAS全酶的底物偏好,检测结果说明PstAHAS更偏好催化供体底物为丙酮酸的反应,但也可催化供体底物是2-丁酮酸,受体底物是丙酮酸生成（S）-2-丙酰乳酸的反应,初步验证了我们对L-别-异亮氨酸合成途径的推测。本文对PstKARI的研究结果显示,所制备的PstKARI底物的转化率达到了71.2%,最适反应温度是37℃,最适的反应体系是p H 7.5的PB缓冲液,研究了二价金属离子对酶活性的影响,发现与Mg参与反应时酶的相对活性相比,其他金属离子都对于酶活性有不同程度的降低。同时,检测了在稳态条件下PstKARI催化不同底物时的K值(K=0.37m M,K=0.28m M)。本课题对PstAHAS和PstKARI的催化机制进行了初步分析,针对L-别-异亮氨酸的生物合成途径进行了初步探索,为后期深入研究L-别-异亮氨酸的生物合成打下了坚实的基础,同时为后期研究不同细菌源AHAS和KARI提供了数据与参考。

关键词：丁香假单胞菌乙酰羟酸合酶酮醇酸还原异构酶酶学性质产物分析

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拮抗丁香假单胞菌海洋微生物的筛选与鉴定

中国酿造 2022年第7期41卷 111-115页

作者：黄杨竹石悦炜宋红丽何鑫颖李相达赵敬哲金黎明大连民族大学生物技术与资源利用教育部重点实验室辽宁大连116600

该研究采用平板涂布法和平板划线法从印度洋沉积物中分离纯化海洋微生物,首先采用滤纸片法对丁香假单胞菌拮抗菌株进行初筛,然后采用牛津杯法进行复筛,并通过形态观察、生理生化试验和分子生物学技术对其进行菌种鉴定,最后研究其抑菌谱... 详细信息

该研究采用平板涂布法和平板划线法从印度洋沉积物中分离纯化海洋微生物,首先采用滤纸片法对丁香假单胞菌拮抗菌株进行初筛,然后采用牛津杯法进行复筛,并通过形态观察、生理生化试验和分子生物学技术对其进行菌种鉴定,最后研究其抑菌谱。结果表明,从印度洋沉积物中共分离纯化出115株微生物,经过初筛得到33株丁香假单胞菌拮抗菌株,再经过复筛后,筛选出一株对丁香假单胞菌抑菌效果最好的菌株,编号为NO.4.1.3-1,其抑菌圈直径达(12.63±0.06)mm。该菌被鉴定为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis);除屎肠球菌外,该菌对8株致病菌均有抑制作用,且对肺炎克雷伯氏菌、金黄葡萄球菌的抑菌作用较好,具有较广的抑菌谱。

关键词：印度洋沉积物丁香假单胞菌分离筛选抑菌谱

丁香假单胞菌B-1对苹果采后灰霉病的防治效果

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丁香假单胞菌B-1对苹果采后灰霉病的防治效果

丁香假单胞菌对棉铃虫不同虫态生长发育及其抗寒能力的影响

中国植物病理学会2023年学术年会

作者：郝柏慧付凯文李世昱许宇昕李晓鹏赵润欣王彩霞青岛农业大学植物医学学院

灰霉病是苹果贮藏期间的主要病害之一,在苹果采后的运输、贮藏等过程中均可造成损失,因此有效控制灰霉病对于苹果采后贮藏保鲜具有重要意义。目前,苹果采后灰霉病的主要防治方法为药剂处理结合低温冷藏,但灰霉病菌Botrytis cinerea耐低... 详细信息

灰霉病是苹果贮藏期间的主要病害之一,在苹果采后的运输、贮藏等过程中均可造成损失,因此有效控制灰霉病对于苹果采后贮藏保鲜具有重要意义。目前,苹果采后灰霉病的主要防治方法为药剂处理结合低温冷藏,但灰霉病菌Botrytis cinerea耐低温能力较强,即使0℃冷藏也可造成果实腐烂。而化学杀菌剂的大量使用导致药剂残留和病原菌抗药性问题日趋严重,部分杀菌剂已被有些国家限制或禁止使用。因此,寻找可替代化学杀菌剂、安全有效防治苹果采后灰霉病的方法具有重要的现实意义。课题组前期在苹果果实表面筛选获得一株高效生防菌株丁香假单胞菌Pseudomonas syringae B-1,其对苹果采后灰霉病防效达78%以上,菌株B-1最佳使用浓度为109 CFU/mL。研究发现,菌株B-1发酵上清液对灰霉病菌菌丝生长和孢子萌发的抑制作用均不足20%,但可显著提高苹果果实内防御相关酶活性,减轻灰霉病菌侵染对果实造成的氧化损伤,同时,菌株B-1处理可快速积累果实内抗病物质如水杨酸、木质素、总酚等,保护果实不受灰霉病菌侵染。

关键词：丁香假单胞菌采后灰霉病生物防治

来源： cnki会议评论

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新疆农业大学学报 2022年第5期45卷 371-377页

作者：迪丽热巴·吾斯曼安尼瓦尔·库尔班新疆农业大学生命科学学院乌鲁木齐830052

以丁香假单胞菌(Pseudomonas syringae)悬浮液处理不同龄期棉铃虫(Helicoverpa armigera Hübner)幼虫,测定该菌ATCC19304株对棉铃虫幼虫发育历期及低温生存率,分析丁香假单胞菌对棉铃虫幼虫的致病性及其抗寒能力的影响。结果表明,与对... 详细信息

以丁香假单胞菌(Pseudomonas syringae)悬浮液处理不同龄期棉铃虫(Helicoverpa armigera Hübner)幼虫,测定该菌ATCC19304株对棉铃虫幼虫发育历期及低温生存率,分析丁香假单胞菌对棉铃虫幼虫的致病性及其抗寒能力的影响。结果表明,与对照相比,经丁香假单胞菌悬浮液处理2龄、3龄、4龄、5龄期棉铃虫幼虫,可使其幼虫期分别延长2.04、2.44、2.10和0.87 d,蛹历期分别延长了5.60、6.36、5.01、3.60 d,蛹重与对照组相比分别减少了41.8、46.8、34.0、14.6 mg,蛹的过冷却点分别提高了7.93、6.91、6.52、4.95℃,冰点分别提高了4.42、4.36、3.71、3.21℃,幼虫生存率降低约18%,化蛹率降低约20%,最终导致该虫在-15、-20℃的低温生存时间分别缩短了96.0、5.1 h。丁香假单胞菌ATCC19304株有抑制棉铃虫生长发育的作用,同时降低其抗寒性。

关键词：棉铃虫丁香假单胞菌幼虫生长发育化蛹率过冷却抗寒能力

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丁香假单胞菌的分子生物学研究进展

西北农业学报 2017年第4期26卷 487-496页

作者：王丹丹王清明辽东学院农学院辽宁丹东118003 四川省广元市农业科学研究院四川广元628017

丁香假单胞菌是好氧、腐生性强的革兰氏阴性菌,所引起的植物病害发生率位居十大细菌性植物病害之首,尤其引发的疫病在各农业大国爆发并有在世界范围扩散的趋势,给各国农业生产造成巨大的经济损失。基于国内外学者最新的分子生物学研究报... 详细信息

丁香假单胞菌是好氧、腐生性强的革兰氏阴性菌,所引起的植物病害发生率位居十大细菌性植物病害之首,尤其引发的疫病在各农业大国爆发并有在世界范围扩散的趋势,给各国农业生产造成巨大的经济损失。基于国内外学者最新的分子生物学研究报道,对丁香假单胞菌的致病变种、病原菌鉴定、植物检疫、早期快速检测技术、致病机制及生物防治等方面进行综述,并探讨现阶段该病害研究存在的问题以及未来的研究方向与防治方案。

关键词：丁香假单胞菌检测 TTSS系统 Hrp基因生物防治

丁香假单胞菌Z2-6半连续发酵生产冠菌素的研究

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农业生物技术学报 2017年第12期25卷 2066-2071页

作者：于莎姜峰安冬捷谭伟明李召虎段留生中国农业大学农学院/植物生理生化重点实验室/教育部植物生长调节剂工程研究中心中国农业大学园艺学院

冠菌素(coronatine,COR)是一种环境友好的新型植物生长调节剂,能有效调控植物生长,增强植物抗逆性。目前冠菌素主要通过微生物发酵的方式获得,而发酵效率低是限制冠菌素应用的最大问题。为提高冠菌素产量,本研究建立了丁香假单胞菌(Pseu... 详细信息

冠菌素(coronatine,COR)是一种环境友好的新型植物生长调节剂,能有效调控植物生长,增强植物抗逆性。目前冠菌素主要通过微生物发酵的方式获得,而发酵效率低是限制冠菌素应用的最大问题。为提高冠菌素产量,本研究建立了丁香假单胞菌(Pseudomonas syringae)Z2-6的半连续发酵方式,并对移取起始时间、移取间隔时间以及移取体积3个方面进行了优化。结果表明,第10天开始移取较第8、9天开始移取可以延长冠菌素产出周期,使冠菌素合成始终维持在较高的水平。间隔1 d移取较间隔2 d移取冠菌素生产效率更高。当移取量不大于30%时,不会对菌体量产生影响,并且当移取量为30%时冠菌素产量达到最高。与传统发酵方法相比,在发酵第10天起每隔1 d移出30%发酵液并补充等体积新鲜培养基,可使冠菌素产量由11.2 mg/(L·d)提高到22.1 mg/(L·d),生产效率提高了98%。本研究利用半连续发酵方式有效提高了冠菌素发酵生产效率,节约了生产成本,为冠菌素的工业化生产和农业推广应用提供有力支持。

关键词：丁香假单胞菌冠菌素半连续发酵

丁香假单胞菌对亚洲玉米螟幼虫抗寒能力的影响

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中国生物防治学报 2017年第5期33卷 644-649页

作者：阿依谢姆古丽.亚库普安尼瓦尔.库尔班郭文超新疆农业大学农学院乌鲁木齐830052 新疆农业科学院植物保护研究所乌鲁木齐830091

本文用丁香假单胞菌Pseudomonas syringae处理亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenée)幼虫,使用过冷却仪测定过冷却点,分析该菌株对参试幼虫耐寒能力的影响。结果表明,亚洲玉米螟5龄非滞育幼虫抗寒能力比其他龄期非滞育幼虫强。亚洲玉... 详细信息

本文用丁香假单胞菌Pseudomonas syringae处理亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenée)幼虫,使用过冷却仪测定过冷却点,分析该菌株对参试幼虫耐寒能力的影响。结果表明,亚洲玉米螟5龄非滞育幼虫抗寒能力比其他龄期非滞育幼虫强。亚洲玉米螟滞育5龄幼虫抗寒能力比非滞育5龄幼虫强。使用丁香假单胞菌处理亚洲玉米螟5龄非滞育和滞育幼虫,24 h后非滞育幼虫的过冷却点和结冰点分别提高了5.14和2.83℃。5龄滞育幼虫过冷却点和结冰点分别提高了11.25和4.65℃。丁香假单胞菌菌悬液(浓度为8×108 cfu/m L)对亚洲玉米螟具有较好的杀虫效果,非滞育5龄幼虫在(15±1)℃条件下处理24 h后平均死亡率39.1%。

关键词：亚洲玉米螟过冷却点低温驯化丁香假单胞菌抗寒能力