真核生物（动植物）病原革兰氏阴性细菌大部分致病因子和抗病性诱导或抑制因子属于Ⅲ型（type Ⅲ,T3）效应子,主要是蛋白质。细菌侵染动物或植物时,通过T3分泌途径将效应子分泌到细菌-寄主细胞界面。随即,病菌形成一种叫做T3转位子（T3 translocon）的纳米级装置,将效应子转运到寄主细胞内,效应子得以发挥病理功能。T3转位子由多种转位子蛋白质（translocators）组成,已知动物病原细菌的T3转位子组分包括一种亲水性转位子和两种疏水性转位子。植物病原菌T3转位子的组分即T3这种蛋白质的数目和性质,一直不清楚。通过本研究,实验证明Hpa2、HrpF和XopN对PXO99A菌株中PthXo1效应子具有转运作用,是Xoo的转位子组分,并且它们能够进入水稻寄主细胞,不过进入水稻后只有XopN能抑制寄主植物防御反应。黄单胞菌细胞外泌蛋白质（Xanthomonas outer proteins,Xops）是植物病原黄单胞菌高度保守的毒性效应子或毒性辅助组分,其在细菌体内通过Ⅲ型分泌系统进行分泌,运输到细菌细胞外部,再进一步侵入植物细胞而发挥相关的病理作用。但目前关于Xop效应子的了解还比较贫乏,对不同Xops功能机制和其对不同水稻品种的病理反应以及特定的Xop发挥毒性作用的专化性程度都知之甚少。1.Hpa2、HrpF和XopN同步执行效应子转运功能通过本实验室纪洪涛和王瑄对PXO99A菌株分泌的Hpa1进行研究,发现Hpal能够转运细菌PthXo1和AvrXa10两种T3效应子分别进入寄主日本晴和IRBB10中,鉴定Hpal为一种转位子。在此基础上,我们选取PXO99A菌株Hpa2、HrpF和XopN继续展开研究。通过构建相关突变体进行接种实验,发现Hpa2、HrpF和XopN是PXO99A不可或缺的毒性成分,在易感水稻品种上对PXO99A细菌毒性产生不同程度的影响,并且对PthXo1-Cya效应子分泌不起作用。通过测定菌含量和PthXo1-Cya转运情况,Hpa2、HrpF和XopN对PthXo1从细菌到水稻细胞的转运过程具有共同作用,都对PthXo1进行转运,PthXo1转运后激活了OsSWEET11的表达,其毒性作用在感病水稻品种上形成白叶枯病症状。然后构建PXO99A菌株Hpa2、hrpF和xopN单基因,双基因和三基因敲除突变体,通过接种日本晴植株比较PthXo1的转位水平发现Hpa2、HrpF和XopN三个转位子协同介导PthXol转运。最后通过分析转位子的分泌和转运以及细菌毒性研究,证实了 Hpa2-Cya,HrpF-Cya和XopN-Cya是通过细菌T3途径分泌并进入水稻细胞,XopN还能抑制受侵染易感水稻品种的防御反应,但是Hpa2和HrpF没有类似抑制作用。这表明T3转位子的不同成分除了介导细菌效应子转运的共同功能外,还具有独特的毒性机制。2.黄单胞菌XopN在拥有OsSWEET11同源基因的水稻品种上发挥毒性作用水稻白叶枯病菌PXO99A分泌的XopN是一种通过影响寄主免疫反应而使水稻发病的毒性效应子。本实验室胡立曾对XopN是否因寄主水稻品种的不同而造成病原菌毒性的差异进行了初步的实验探索,发现PXO99A菌株XopN在不同水稻品种上存在毒性差异,并且会影响烟草的过敏反应。在该研究的基础上,我们进行更深入的研究,同时也对之前的结果加以验证。本实验利用同源双交换技术得到PXO99A菌株xopN基因单敲除突变体ΔxopN,再利用遗传互补技术得到其回补xopN基因的菌株。将相关菌株通过在NA液体培养基中进行培养发现XopN影响细菌的繁殖速度;用PXO99A、ΔxopN、ΔopN/xopN对14个供试水稻品种进行接种,依据接种不同水稻品种后引起叶片内细菌繁殖量和白叶枯病症状进行评价,结果显示xopN基因敲除对Xoo毒性的影响与水稻品种有关,并且因为水稻品种的不同而呈现较大差别,仅有IRBB13、IRBB208、Asominori、日本晴4个水稻品种的病理反应受病菌效应子XopN的影响;PXO99A在IRBB13上的毒性作用比较低,但XopN对病菌毒性发挥较大作用;而PXO99A对日本晴、Asominori、IRBB208三个水稻品种具有很强的毒性,但XopN对病菌毒性发挥的作用比较小;通过接种实验和实时荧光定量分析发现XopN基因可以促进病菌对显性基因OsSWEET11表达和抑制对隐性基因OsSWEET11的表达;通过烟草HR实验,xopN基因的敲除会减慢HR反应的发生。通过这些实验结果可以得出:XopN是一个有限广谱性效应子,能够对含有OsSWEET11同源基因的水稻品种发挥毒性作用;同时XopN也对病菌繁殖和病菌在非寄主植物上诱导过敏反应具有一定作用。