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黄单胞菌属由大量不同的种和变种组成，它可以侵染包括禾本科、豆科、十字花科作物在内的392种植物，在全世界每年都给农业生产造成重大经济损失。野油菜黄单胞菌野油菜致病变种（Xanthomonas campestris pv．campestris，Xcc）是一种革兰氏阴性细菌，能侵染十字花科植物，引起黑腐病，是植物病原细菌与植物相互作用机理研究的模式菌之一。研究证明，Ⅲ型分泌系统（TypeⅢSecretion System，T3SS）是大部分植物和动物革兰氏阴性病原细菌致病过程中的关键装置，T3SS功能丧失后，病原菌不再具有致病性。病原菌利用T3SS将被称为效应物的蛋白分子直接注射到植物细胞的细胞质中，这些效应物包括无毒蛋白、致病因子和其它外泌蛋白（如Hrp outer protein，Hop）。全基因组测序为这些效应物的综合鉴定提供了可能，如可以根据启动子活性、与启动子相关的序列模型（PIP-box、hrpⅡbox）或效应物的靶结构域（Leucine-rich repeats，LRRs）来筛选候选效应物等。本研究以全基因组已测序的Xcc8004菌株为研究对象，根据启动子区序列或蛋白结构特征以及调控蛋白HrpG、HrpX芯片杂交结果，将Xcc的所有8个avr基因和2个LRR基因作为候选的效应物基因，利用启动子报道基因、RT-PCR、Western杂交和体内转运检测等方法鉴定这些基因是否为依赖于T3SS的效应物基因。一、Xcc 8004基因组所有的4332个基因的启动子区（起始密码子前25～500bp）搜索结果表明，有66个基因含有PIP-box（TTCGCN15，N16TTCGC），包括正义链上ORF 50个，反义链上ORF 16个；有123个基因含有hrpⅡbox（TTCG…n15，n16…TTCG），包括正义链上ORF 63个，反义链上ORF 60个。候选的效应物基因中，avrBs2和XC4273含有严谨的PIP-box，avrXccB、avrXccC、avrXccE1含有hrpⅡ box。avrBs2在已测序的其它黄单胞菌（X.campestris pv. vesicatoria, X. axonopodis pv.citri, X. oryzae pv. oryzae）中非常保守，但其它无毒基因一致性和相似性都较低，甚至没有同源基因；XC1553、XC4273、HpaF和PopC之间存在一定的同源性。二、鉴定了候选基因的Tn5gusA5插入突变体，并构建了这些候选基因的单交换整合突变体。在寄主植物萝卜和甘蓝上对这些突变体的致病性检测表明：无毒基因avrBs2是Xcc的致病相关基因；XC4273基因突变后，Xcc的致病性显著下降。三、野生型Xcc 8004在光头芥菜上不能致病。但当avrXccC基因突变后，Xcc在光头芥菜上变的可以致病。avrXccC是寄主特异性基因，它与寄主植物光头芥菜对Xcc的抗性有关。四、Xcc在抗病的拟南芥（Arabidopsis thaliana）生态型Col-0上不能致病，而XC1553的突变体具有致病特性，这种类似于无毒基因的特征可以被XC1553基因反式互补。因此，推断XC1553是一个无毒基因。五、构建了8个无毒基因的avr-hrpG双突变体和2个LRR基因的启动子报道基因。实验结果证明avrBs1.1、avrBs1、avrXccB、avrXccC、avrXccE1、XC1553和XC4273的表达是受hrpG调控的，除avrBs1和XC4273外，这些基因还受hrpX调控。六、利用本实验室构建的可以导致hrp基因组成型表达的Xcc 8004*，尝试了通过Western杂交将其用于效应物分泌检测的可能性。七、以AvrBs1的功能区为报道蛋白，分别证明XC1553和与野油菜黄单胞菌辣椒斑点病致病变种（Xanthomonas campestris pv. vesicatoria,Xcv）XopN同源的XC0241是Xcc依赖于T3SS的效应物；利用Xcv已知的效应物AvrBs3的功能区为报道蛋白，证明了AvrXccC也是依赖于T3SS的效应物。总之，本研究对Xcc 8004注释的所有编码Avr和LRR蛋白的基因，在致病性、表达调控和效应物分泌或转运等方面进行了系统研究，鉴定了两个寄主特异性基因，证明了三个基因的编码产物为Xcc新的依赖于Ⅲ型分泌系统的效应物。