论文部分内容阅读
水稻白叶枯病(bacterial leaf blight,BLB)和水稻条斑病(bacterial leaf streak,BLS)是稻田生态系统中两种重要的细菌性病害,严重制约我国水稻粮食生产安全。该两种病害分别由稻黄单胞菌种下的两个致病变种Xanthomonas oryzae pv.oryzae(Xoo)与Xanthomonas oryzae pv.oryzicola(Xoc)引起。为了揭示稻黄单胞菌的致病性机理,本文对其pilT和tal基因在致病性中的作用进行了系统研究。1.pilT基因在稻黄单胞菌致病性中的作用本实验室前期研究发现,Xoc RS105菌株中pil T基因插入突变体在寄主水稻上致病性明显降低,在非寄主烟草上激发过敏反应(hypersensitive response,HR)的能力减弱。为了揭示pil T基因在Xoc中的功能,通过无标记双交换敲除的方法构建pil T基因缺失突变体RΔpil T,并对该突变体的游动性以及生物膜等表型进行了检测。结果显示:与野生型菌株RS105相比,敲除突变体RΔpil T不仅在感病水稻IR24上的致病性显著降低,在非寄主烟草上产生过敏反应的能力减弱,而且突变体游动性降低,生物膜含量增加,互补子能够恢复上述缺陷至野生型水平。q RT-PCR结果显示,在RΔpil T中,hrp G、hrp X、hrc C、clp、rpf G、pil A、pil C基因表达量明显降低。Xoc中pil T为重要的毒性相关基因,其致病性与游动性和生物膜含量变化相关,并且涉及调控clp、rpf G、pil A、pil C等基因的表达。对pil T基因的功能研究,为进一步研究IV型菌毛在Xoc中的功能提供了线索。2.水稻白叶枯病菌tal基因的多样性分离和搜集来自我国9个不同水稻生态种植区的125株Xoo菌株,以tal基因中间区域的Sph I片段为探针,进行了Southern杂交。结果显示,不同的Xoo菌株既有相同的tal基因,也含有不相同的tal基因。在不区分信号条带强弱的情况下,根据杂交条带位置不同,这些菌株含有26个不同类型的tal基因,并划分为19个tal基因型。在含有已知抗病基因的水稻近等基因系(Near Isogenic Lines,NILs)上接种这些菌株,毒性测定结果表明,IRBB5、白香占、IRBB7、CBB23这4个水稻品种对绝大部分供试菌株呈现抗病性(非亲和性互作),而IRBB4、IRBB10、IRBB13、IR24、87-15和Nipponbare对多数供试菌株表现为感病性(亲和性互作)。毒性测定结果还显示,对IRBB5、白香占、IRBB7和CBB23表现感病症状的Xoo菌株所含tal基因有所不同。3.水稻白叶枯病菌AH28克服Xa23抗性的机理分析125株Xoo菌株接种含有Xa23基因的CBB23水稻后发现,AH28菌株能够与广谱抗性的CBB23水稻发生亲和性互作,形成的病斑平均长度达到15.8cm。分离tal基因并测序分析后发现:AH28菌株中不存在与Xa23匹配的avr Xa23相似基因。将无毒基因avr Xa23导入AH28后,能使其与CBB23的亲和性互作转变为非亲和性互作。qRT-PCR结果显示,Xa23基因在AH28菌株侵染时没有被激活表达。4.抗xa5的OXBB菌株的tal基因分离苗期注射接种发现,水稻白叶枯病菌OXBB菌株与IRBB5(xa5)水稻互作,表现为非亲和性互作。为了确定某个tal基因决定了OXBB菌株与IRBB5的非亲和互作关系,利用菌落原位杂交的方法分离获得了16个tal基因,通过酶切验证、Southern杂交以及部分测序对这些tal基因进行了精确分析。最后将这些tal基因构建到表达载体上并置于tal-free菌株PH菌株中,以便后续研究。