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水稻细菌性条斑病(Baterial leaf streak,BLS)和水稻白叶枯病(Bacterial blight, BB)是我国水稻上的两种重要的细菌病害,其病原菌如同其他革兰氏阴性植物病原菌一样,能够通过T3SS系统分泌一些致病性效应分子进入植物细胞中,从而引起寄主植物的产生抗(感)病性。虽然水稻黄单胞菌的全基因组测序已完成,但与水稻互作时T3SS效应分子的种类和数量并不清楚。Tsuge、Schechter等研究证明T3SE一般具有以下特征：基因的启动子区域存在hrp调控基因hrpX的作用位点PIP-Box (TTCGC-N15-TTCGC);N-端前50个特定氨基酸组成具有分泌信号：脯氨酸(P)和色氨酸(S)>20%,第三位和第四位其中之一为亮氨酸(L)或脯氨酸(P),前12位没有天冬氨酸(D)和谷氨酸(Q)。本研究根据这些方法获得了120个候选基因,选取了其中的15个做进一步的验证,以avrXa10为报道基因,结果发现PXO-3819通过T3S装置分泌,是T3SE。PXO2065、PXO2774、PXO3819启动子序列含有PIP-BOX (TTCGC-N15-TTCGC),以gfp为报道基因证明PXO2065、PXO2774、PXO3819受HrpX调控表达,RT-PCR验证也得到一致的结果,这两种报道体系的建立为水稻黄单胞菌新的T3SE的鉴定提供了有效的技术支持。基因组学揭示,Xoo和Xoc中均存在与丁香假单胞菌(Pseudomonas syringae pv. tomato, Pst)中通过T3SS分泌的hopQ1-1同源基因xopQ1-1,但其是否为T3SS效应分子以及在病菌致病性中的功能并不清楚。本文通过基因敲除技术,获得了水稻黄单胞病菌xopQ1-1基因的突变体。致病性测定结果发现,xopQ1-1基因突变后,病菌在水稻上的毒性增强,细菌生长能力增强。非常有意义的是,xopQ1-1基因突变体在3×108CFU/mL浓度时仍能在烟草上激发过敏反应,但在104CFU/mL时,8天后可在烟草上产生坏死症状。功能互补结果显示,xopQ1-1基因能够恢复突变体在水稻上的毒性至野生型水平和在烟草上丧失产生坏死病斑的能力,同样来至野油菜黄单胞菌(X.campestris pv. campestris)、茄青枯病菌(R. solanacearum GMI1000)、丁香假单胞菌(P. syringae pv. tomato DC3000)的同源基因也可以互补恢复突变体在水稻上的毒性至野生型水平和在烟草上丧失产生坏死病斑的能力。研究发现xopQ1-1的表达受HrpX调控,受hrp诱导培养基和植物细胞来源的信号诱导；蛋白免疫实验揭示XopQ1-1通过T3SS装置进行分泌,能够与HrpF转位蛋白进行互作,转位进入植物细胞中；细胞定位显示,XopQ1-1能够结合在细胞膜和细胞核中。酵母双杂交证明XopQ1-1能够与HpaA.Hpa4.HrpF和HrpB5蛋白互作；以Xoc的xopQ1-1基因为诱饵,从水稻cDNA文库中获得了与xopQ1-1互作的水稻基因,命名OosXopQ1-1；发现OsXopQ1-1受xopQ1-1诱导表达。以上结果表明,Xop1-1是水稻黄单胞菌的T3SE,在革兰氏阴性植物病原细菌中高度保守,具有相同的功能,可能作用于植物的免疫系统,有利于病害的发展。这为进一步揭示水稻-黄单胞菌互作的分子机理提供了科学线索。