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革兰氏阴性动植物病原细菌大多数致病效应子通过Ⅲ型分泌系统分泌到细菌细胞外,然后由病菌Ⅲ型转位子转移到寄主细胞内,进而发挥病理功能。植物病原黄单胞菌Xoo（Xanthomonas oryzae pv.oryzae）也不例外,通过Ⅲ型分泌系统分泌类似于转录激活子（transcription-activator-like effectors,TAL）和 non-TAL 两类效应子,non-TAL效应子也称黄单胞菌细胞外蛋白质（Xanthomonas outer proteins,Xops）。目前关于TAL效应子的转运机制及靶标基因已经得到深入研究,但是关于non-TAL效应子的研究却知之甚少。Ⅲ型转位子由一种亲水性蛋白质和两种疏水性蛋白质构成,分别为亲水朊、疏水主朊和次朊,实验室已鉴别Hpa1和HrpF分别作为Xoo中的亲水朊和疏水主朊帮助效应子转位。实验室前期研究成果表明,Hpa1作为Xoo的一种亲水性转位子蛋白质,参与调控TAL效应子PthXo1和AvrXa10的转运,但是对于non-TAL效应子是否具有转运作用尚不清楚。本研究通过致病性、HR反应和cAMP含量测定,证明转位子蛋白质Hpa1对于non-TAL效应子XopK和XopR具有转运作用,进而调控Xoo在水稻上的毒性或者宿主防卫反应。Harpin蛋白由革兰氏阴性植物病原细菌与植物互作的过程中分泌的一种蛋白质,可以作为一种激发子,诱导多种非寄主植物的防御和生长。Harpin喷施的植物具有更高的抗性、质量和产量。Hpa1及Hpa110-42具有诱导植物抗性、促进生长发育的作用,但田间适应性还有待确认,HrpF及其功能片段HrpF536-803喷施效果还不清楚。本试验将初始浓度为10 mg/ml的Hpa1、Hpa110-42、HrpF及HrpF536-803蛋白溶液分别进行200倍、500倍和800倍稀释,于小麦扬花初期在田间进行喷施,明确其对于提高小麦抗病抗虫的能力及产量的影响。结果表明,200倍液的Hpa1与Hpa110-42防病虫效果最佳,并初步明确了 HrpF和HrpF536-803在田间小麦上的防治效果。1.Hpa1参与调控non-TAL效应子从菌体向真核细胞核内的转运在这里,证明了Hpa1参与调控non-TAL效应子XopK、XopR的转运。通过在Xoo野生型菌株PXO99A以及突变体菌株Δhpa1基础上敲除xopK、xopR,获得ΔxopK、ΔxopR及Δhpa1ΔxopK、Δhpa1ΔxopR突变体,为了进行转运量测定,在回补时加上了cya标签,获得了ΔxopK/xopK-cya、ΔxopR/xopR-cya以及Δhpa1ΔxopK/xopK-cya、Δhpa1ΔxopR/xopR-cya和Δhpa1ΔxopK/hpa1/xopK-cya、Δhpa1ΔxopR/hpa1/xopR-cya回补菌株。首先将hpa1、xopK及xopR相关突变体注射到烟草叶片上,检测了hpa1对PXO99A相关菌株在非寄主植物烟草上诱发HR能力的影响;将相关敲除回补菌株注射接种到水稻品种日本晴上,测定了hpa1对PXO99A相关菌株在水稻上毒力的影响;将带有Cya标签的相关菌株注射接种到水稻品种日本晴上进行cAMP测定,检测了 Hpa1对non-TAL效应子XopK、XopR转运的影响。HR测定表明,hpa1缺失后,相关菌株在烟草上引起HR反应的能力消失,说明Hpa1为PXO99A相关菌株在烟草上诱发HR反应所必需;接种实验表明,hpa1的缺失使相关菌株在水稻上的毒力力显著减弱,说明Hpa1参与调控PXO99A相关菌株在水稻上的毒性;我们又进行了cAMP含量测定,结果表明hpa1的缺失导致non-TAL效应子XopK、XopR的转运量分别显著下降63%、68%,表明Hpa1作为T3转位子蛋白质参与调控non-TAL效应子XopK、XopR的转运,从而影响PXO99A相关菌株在水稻上的毒性或抑制宿主防卫反应。2.Ⅲ型转位子蛋白质Hpa1和HrpF对小麦具有防病作用本试验将Hpa1、HrpF、以及Hpa110-42与HrpF536-803蛋白水溶液应用于田间小麦,研究其对小麦病虫害及产量的影响。将初始浓度为10 mg/mL的Hpa1、HrpF、及功能片段Hpa110-42与HrpF536-803分别稀释200倍、500倍和800倍,设置空白对照,共13个处理,3个区组重复,于小麦扬花初期进行喷施。田间试验表明,Hpa1、Hpa110-42 200倍液、500倍液对于麦蚜的防治效果较好;Hpa1、Hpa110-42、HrpF、HrpF536-803的200倍液对小麦赤霉病的防治效果较好,均在28%以上;Hpa1、Hpa110-42 200倍液对小麦茎基腐病防效最好,且与其余各处理差异均显著,防效在43%以上;产量上,Hpa1与Hpa110-42的200倍液增产效果最好,达到20%以上。综合来说,HrpF、HrpF536-803可以诱导植物抗性,但是Hpa1与Hpa110-42的200倍液对小麦病虫害防效和增产效果最佳,可以减少小麦后期防治病虫害的施药量。为今后大面积推广应用提供科学依据。